本文深入探讨了当前学校校车调度中存在的问题,并提出了一系列优化策略和解决方案,旨在提高校车运营效率与安全性。
本段落构建了最短路径模型及多目标线性优化模型,并运用图论中的Floyd算法与多目标优化原理进行分析求解,有效解决了校车站点安排问题,在满足教师员工满意度的同时确保校车数量最少。
对于第一个问题:当仅考虑各区人员到最近乘车点的距离最小化时,该问题即为典型的最短路径问题。我们首先使用Dijkstra算法计算从一个站点至其余各站点的最短距离,并利用Floyd算法求解任意两站间的最短路径,进而通过穷举法确定最佳站点设置位置。
具体结果如下:
1. 当n=2(设立两个乘车点)时,最优选择是将校车乘车点设在第18区和31区,此时总距离为24492。
2. 若n=3(设定三个乘车点),则最佳方案是在第15、21及31区建立站点,最短路径总计为19660。
对于第二个问题:我们定义了“乘车满意度”的概念。根据概率论与数理统计方法可知,该满意度随距离变化呈近似T分布趋势。通过此模型可以计算各点之间的具体满意度值,并沿用第一问的求解思路,只是将距离权重替换为满足度权重。最终得出如下结果:
1. 当n=2时,校车乘车点设于第18区和31区,最短总路径仍为24492,但此时总体满意度提升至1509.7。
2. 若n=3,则在第14、21及31区设立站点,使得最短总距离变为20175,而整体满足度则提高到1715.7。
对于第三个问题:已知需建三个乘车点以最大化员工与教师的满意度并最小化校车数量。为此我们建立了包含两个目标在内的多目标模型,并采用加权计算法构建了相应的函数式,在此基础上运用Lingo软件进行求解,最终得到最优解:
- 三站点位置分别为第14区、21区和31区;
- 总体满意度为1715.7;
- 所需总校车数为17辆。
对于最后一个问题:考虑到教师与工作人员在不同时间段上班的情况,我们建议通过增加班次而非增设车辆来提升乘车人员的满足度。此外还提出让未满载的校车先前往各区接驳超员乘客以减少整体运行成本及所需车辆数目。
关键词包括最短路径、Floyd算法、穷举法、满意度、运行成本和多目标优化等,且利用了Lingo软件进行求解。