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随着环境污染的加剧和能源压力的增大，我国在大力推行新能源公交在城市公共交通中的应用，纯电动公交是新能源公交车辆的一种重要类型。城市公交的有序运行需要科学合理的运行计划，车辆排班和驾驶员排班是公交运行计划编制的主要过程，将两者统一考虑可以节省成本，达到运力资源优化配置的目的。本文以纯电动公交运营线路为研究对象，就纯电动公交车辆和驾驶员排班组合优化问题开展研究。
首先，本文总结并深入剖析了国内外公交车辆排班计划和驾驶员排班计划方面的相关研究成果。详细介绍了纯电动公交车辆的充电方式、车辆性能和充放电过程，提出了纯电动公交运行计划的编制需求。
其次，本文对纯电动公交的车辆排班和驾驶员排班问题进行了分步优化。在车辆排班方面，构建了基于分时段电价的纯电动公交车辆排班计划的整数优化模型，目标函数为由车辆购置成本、空驶成本和充电成本组成的车辆运营成本最小，设计粒子群算法求解，得到公交车辆排班计划和充电计划。在车辆排班计划的基础上，本文构建了基于集合覆盖理论的驾驶员排班优化模型，在目标函数中定义了驾驶班次无效休息时间，并提出了其计算方法，问题求解时采用了生成与选择方法，改进了驾驶班次生成和筛选步骤，以缩减问题求解规模。
在纯电动公交车辆排班和驾驶员排班独立优化模型的基础上，本文提出了组合优化的方法，根据公交运营中驾驶员与车辆的对应关系，分别构建了人车绑定和人车分离模式下的组合优化模型。在人车绑定模式下，组合优化问题可描述为带行驶时间约束的车辆排班问题，在车辆排班计划模型的基础上增加驾驶员班次约束条件，用粒子群算法求解。在人车分离模式下，组合优化问题可以表述成一个集合覆盖模型，设计了列生成和拉格朗日松弛算法求解。
最后，以上海市某纯电动公交线路为案例，将分步优化方法和组合优化方法得到的运行计划和现场使用的计划进行对比。结果表明，分步独立优化方法能够有效减少车辆运营成本，适用于驾驶员数量充足但车辆资源紧张的线路；组合优化方法可以有效减少驾驶班次成本，适用于车辆数量充足但驾驶员数量紧张的线路。
首先，本文总结并深入剖析了国内外公交车辆排班计划和驾驶员排班计划方面的相关研究成果。详细介绍了纯电动公交车辆的充电方式、车辆性能和充放电过程，提出了纯电动公交运行计划的编制需求。
其次，本文对纯电动公交的车辆排班和驾驶员排班问题进行了分步优化。在车辆排班方面，构建了基于分时段电价的纯电动公交车辆排班计划的整数优化模型，目标函数为由车辆购置成本、空驶成本和充电成本组成的车辆运营成本最小，设计粒子群算法求解，得到公交车辆排班计划和充电计划。在车辆排班计划的基础上，本文构建了基于集合覆盖理论的驾驶员排班优化模型，在目标函数中定义了驾驶班次无效休息时间，并提出了其计算方法，问题求解时采用了生成与选择方法，改进了驾驶班次生成和筛选步骤，以缩减问题求解规模。
在纯电动公交车辆排班和驾驶员排班独立优化模型的基础上，本文提出了组合优化的方法，根据公交运营中驾驶员与车辆的对应关系，分别构建了人车绑定和人车分离模式下的组合优化模型。在人车绑定模式下，组合优化问题可描述为带行驶时间约束的车辆排班问题，在车辆排班计划模型的基础上增加驾驶员班次约束条件，用粒子群算法求解。在人车分离模式下，组合优化问题可以表述成一个集合覆盖模型，设计了列生成和拉格朗日松弛算法求解。
最后，以上海市某纯电动公交线路为案例，将分步优化方法和组合优化方法得到的运行计划和现场使用的计划进行对比。结果表明，分步独立优化方法能够有效减少车辆运营成本，适用于驾驶员数量充足但车辆资源紧张的线路；组合优化方法可以有效减少驾驶班次成本，适用于车辆数量充足但驾驶员数量紧张的线路。