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十九大以来,乡村振兴战略作为国家的重大战略,已被提升到了党和各级政府工作的重要议事日程上。振兴乡村,根本是教育。近年来,伴随着我国的快速城市化,乡村地区已演变为实施中小学撤点并校的土壤。总体来看,整合后乡村学校的教育质量有了一定的提高,然而因改变了原有学校在地理空间上的分布,导致部分乡村地区学生的通学距离变大,告别了“家门口的学校”。乡村中小学学生上下学的问题,是乡村教育的基础问题,就目前的经济发展水平、教育投资成本、校车营运成本而言,给乡镇地区每一所中小学学校配备校车的做法显然不够实际,因此本文将考虑以整体乡镇片区为单位,统筹规划校车的行走路径,充分提高乡镇校车的使用率,达到节约成本与一定运营效率的目标。校车路径问题(School Bus Routing Problem,SBRP)实际上是对车辆路径问题(Vehicle Routing Problem,VRP)的延展研究,其基础理论仍建构于VRP问题之上,是VRP问题庞大研究体系之下的一个研究分支,本质上隶属于VRP问题。本文以SBRP为研究背景,首先研究了带软、硬时间窗的装卸一体化VRP问题(Vehicle Routing Problem with Simultaneous Delivery and Pickup under Coexistence of Soft and Hard Time Windows,VRPSDPCSHTW)模型的数学结构,分析其建模思想与SBRP情景的异同,通过借鉴其数学模型,构建了以总成本最少为目标的兼具软、硬时窗的多校混载SBRP模型,并设计了求解该问题的遗传算法。模型及算法的可靠性初步采用小规模算例进行检验,后通过山东省寿光县台头镇的实际案例分析,进一步论证了本文构建的多校混载SBRP模型的有效性及设计算法的可操作性。案例结果表明,基于系统最优的多校混载SBRP模型可有效减少校车的使用成本,与不混载形式相比,多校混载校车可提高行车效率约7.74%。本文的行文脉络如下:第一章明确提出了本文的选题背景和技术路线,重点阐述针对我国乡村地区构建多校混载SBRP问题的积极意义与研究内容。第二章对本文研究的VRP理论基础及SBRP问题的研究进展进行了梳理,探讨了我国现有校车路径问题研究及实施的城乡差异。同时,论述了VRPB的模型理论,分析其与多校混载SBRP问题研究的异同与本文拟重点考虑的问题。第三章研究构建了多校混载SBRP的模型。首先对本文所研究的多校混载SBRP问题进行了问题描述,依据描述构建了相应的目标函数和约束条件,最后利用构造的小型算例进行测试,初步完成对模型有效性的检验。第四章介绍了遗传算法的基本原理及运算步骤,并结合第三章构建的混载多校SBRP模型,设计了相应的遗传算法,对算法的运行流程进行了详细描述,并运用遗传算法对算例模型进行求解,与基于迪杰斯特拉算法的ATRIP的求解结果对比,遗传算法具有较好的求解精度和计算效率。第五章基于MATLAB平台,完成对山东省寿光市台头镇的案例分析,将遗传算法求解的三校混载与多校不混载、其他混载情况下生成的路径数据相比较,结果表明,本案例中利用遗传算法求解的三校混载的校车总成本最少,路径效率最高。最后一章,总结全文的主要工作与成果,提出本文研究的局限之处与未来研究的可行之向。