乡村校车路径规划与调度

漫长的校车乘车时间会对学生的表现和身心健康产生不利影响。乡村校车乘车时间尤为漫长，这促使家长开车送孩子上学，而不是选择校车。这反过来加剧了学校周围的交通拥堵，进一步延长了校车乘车时间，形成恶性循环。这也导致校车利用率低下以及每位乘客的运营成本更高。为了应对这些挑战，本文专注于乡村校车路径规划和调度设计，由于其独特的运营复杂性（包括混合装载和不规则路网），这是一个极具挑战性的问题。我们形式化了一个乡村校车路径规划和调度模型，在最小化学生总乘车时间的同时处理这些复杂性。我们开发了一种原创的感知路网的先聚类后路径规划的启发式算法，利用我们的问题建模来产生高质量的解决方案。在真实案例研究中，我们的方法通过将学生的校车乘车时间减少37-39%而优于现状解决方案。我们的解决方案还使校车更具吸引力，有助于解决校车利用率低下和私人通勤普遍的问题。我们的路径规划和调度方法可将校车使用率提高17-19%，并将导致学校附近拥堵的汽车出行减少12-17%。许多乡村学区具有本研究中建模的运营特征，包括漫长的乘车时间、高昂的运营支出、混合装载以及高比例的汽车通勤，这表明我们的方法具有广泛的适用性。最终，通过减少学生出行时间、提高校车利用率并缓解学校附近的拥堵，我们的方法使乡村学区规划者能够解决与学生表现和身心健康相关的交通障碍。