地铁乘务排班及系统实现

黄就德

摘 要：乘务排班作为乘务计划编制的环节之一，影响着城市轨道交通的运输组织保障以及运力资源配置。本章主要对城市轨道交通乘务排班的特点分析，探索排班计算机实现。

关键词：地铁；乘务排班；计算机实现

前言

乘务排班是以列车运行图为基础，按照一定的规则将所有的运行任务进行合理地划分和分配，形成乘务员一天的工作安排。排班结果的优劣直接关系到运行秩序的保障和乘务员的管理以及相关费用的支出。在列车运行图已经确定的情况下，乘务排班必须保证各个车次都有相应的乘务员驾驶，同时还要控制乘务员的数量，不能使乘务员过度工作，影响其身体健康，从而为运营安全带来隐患。

一、地铁乘务排班的特点

（一）限制因素较多，约束条件较复杂

城市轨道交通乘务排班的过程受到乘务员自身、现场工作地点设置条件、相关乘务规则等的限制。排班时考虑的因素较多，形成的约束条件较复杂，最终也使编制的过程耗费现场工作人员大量的精力。其中，乘务员自身的需求和限制条件主要有工作连续性、身体健康要求、心理需要等方面。

（1）工作连续性

城市轨道交通在运营时间内是一个持续运转的过程，其线路短、运营密度大等特点使乘务员在一定的时间内必须连续工作。排班的过程中不仅要考虑乘务员连续工作的时间要求，还要保证连续驾驶任务之间具备足够的休息时间，以缓解乘务员的工作疲劳。同时，在乘务员一天的工作任务安排中，也要尽可能使各段驾驶任务之间的连续性较强，提高乘务员的工作效率，避免乘务员在一天的工作中有较长的等待时间。

（2）身体健康要求

城市轨道交通作为特殊的运输行业，在乘务排班的过程中要保证乘务员的合理工作时间，避免乘务员超负荷驾驶，满足乘务员对身体健康的要求。同时，编制者还应合理的安排乘务员的就餐时间，保证乘务员的一円三餐能在规定的就餐时间范围内进行。如果在就餐时间段内，乘务员长期不能正常就餐或没有充足的时间就餐，势必对乘务员的身体健康造成一定的影响，进而影响乘务任务的执行。

（3）心理需要

城市轨道交通的乘务员长时间在阴暗的險道中工作，由于列车的启动和制动频繁，乘务员需要具备良好的心理素质，时刻保持高度集中的精神。排班过程中需要考虑乘务员的心理需求，合理安排驾驶时间和任务。同时，在应对突发客流、列车故障等特殊情况时，更加需要结合乘务员的心理进行排班，避免以较为脆弱和松懈的心态执行驾驶任务。

现场工作地点的限制条件包括：乘务员出退勤地点的限制、乘务员换班地点的限制、乘务员就餐地点的限制等。城市轨道交通线路中出退勤、换班、就餐等地点的限制直接关系到乘务任务的安排，乘务员在执行相关乘务任务后，如果乘务任务的结束地点不具备换班、就餐等条件，就需要额外花费一定的时间到其他地点完成后续的工作环节，以此造成时间浪费，不利于工作效率的提高。

（二）目标多样化、综合化

城市轨道交通乘务排班的目的主要有两类，一类是在乘务员数量确定的情况下，向着编制者和乘务员的期望进行排班，尽量合理地安排乘务员的工作时间、工作效率等环节；另一类是在乘务员数量不确定的情况下，保证运行任务全部执行后所需的乘务员数量最少或者其他乘务费用（时间费用、实际支付费用等广义费用）最小。而在实际线路运营现场，编制者往往期望在某一主要目标实现的情况下其他目标也能达到要求，即对乘务排班结果有一种多目标的导向以及实际效果综合化的需求。例如，乘务员数量最少的方案会引起乘务员平均工作时间的增加，进而可能增加了乘务员的驾驶疲劳度，甚至也增加了公司需要支付的加班费用。因此，编制者更加期望得到一个乘务员数量少、公司额外支付费用较少、乘务员工作安全性较高的综合性排班方案。实际的排班工作也就随之成为一个多目标、综合化的过程。

（三）求解规模大、求解过程复杂

城市轨道交通乘务排班是一个对驾驶任务组合的过程，运行图的拆分、各类约束条件和规则的限定使得排班方案的求解过程较为复杂。乘务排班通常以某条线路全天的运行图为编制对象，由于列车在始发和终到站之间运行频繁，将其分解后得到的基础数据规模较大，有时能达到数千条。面对庞杂的数据，编制者需要耗费大量的时间和精力，为乘务员迅速执行相关方案、突发情况下立即调整排班方案等情况带来了极大的不便。因此，如何利用智能系统快速、高效的求解排班方案一直是相关学者研究的重点。

二、乘务派班的计算机实现

（一）派班计划的编制

司机的管理部门是编制司机出乘计划的核心单位，乘务派班系统涉及内容多、信息量大。目前很多地铁单位在编制司机出乘计划时，派班员都要根据基本列车运营图、行调临时调令，以及公司相关规章制度来人工编制每天的乘务派班计划，耗去了很多人力物力。司机自动化派班系统则根据基本列车运营图和调度命令计算出地铁列车每天需要的数量，再结合司机的每次出乘工作时间和两次出乘间隔时间编制相应的司机出乘计划。然后具体安排每天各个出乘司机当天担当的车次，即制司机交路表。该司机交路表根据列车运营图来编制，如果运营图调整了，那么司机交路表也要根据具体情况进行调整。当出现运营计划内临时增开了列车，产生临时的计划时，派班员要根据司机的出勤地点、当班的车队、列车实际运行情况等有关信息，编制一套完整准确的司机出乘计划，保证运营的需要。

目前我国地铁运营公司地铁司机需要数量的是以该线运营上线的最大列车数量、司机的备员比例以及实际司机工时来确定的。司机工时为计算标准是：一个司机一次出乘的实际工作时间，包括运行中值乘时间、出退勤时间、交接班时间、折返时间和检车时间。地铁一般每天运营时间大约为20 h，如果按每班司机每天工作时间不得超过8 h来计算，那么需要三个班才能完成一天的运营任务，按照司机月工时规定，需要四个班才能連续完成每日运营任务（即四班三运转）。

每个班的具体人数是根据列车上线列数、全周转时间、全天运营时间、行车时间间隔、折返时间及早晚高峰开行情况来确定的。以《列车运营时刻表》进行测算，如果高峰时上线18列车，需要18名司机来完成，再加上两个终点站各需要三名司机折返，在正线上每班共需要24名司机来完成一个班的运营任务。另外，在派班计划的编制过程中，还要考虑到列车小交路、临时增开列车、顶饭圈司机以、热备司机以及调试司机安排等其它因素。因此，根据每日列车运营时间，可以得出完成运营任务所需要的司机班数；再结合列车时刻表规定的到发时刻和基本列车周转图，即可制定司机出乘计划。当出现内临时增开列车等情况时，派班员可根据所值乘列车车次、到开时刻、司机姓名（工号）、列车实际运行情况等有关信息，编制计划外的司机出乘计划。

（二）派班算法设计

自动派班算法是根据列车运营图所需要的列车数及列车交路表，对照各车队司机的信息，制定当日司机的交路表。如果当值车队有司机请假，需要从预备人员以及大休车队抽调司机调整，系统会自动优先选择预备人员，让后再选择大休人员进行替班，供派班员参考。

三、结束语

乘务派班系统根据传统的乘务派班工作流程编制的系统逻辑模型，力求节约人力资源，实现司机最小人工成本，保证司机信息的永久储存。同时在实现该系统时要充分考虑系统的通用性，不能局限于单条线运营，应该考虑多条线路同时运用此系统。