En muchos estados de los Estados Unidos, las flotas de autobuses escolares se asignan para servir a los estudiantes de forma secuencial en tres niveles: escuela secundaria, escuela intermedia y escuela primaria; sin embargo, en estudios anteriores, cada una de estas etapas del problema se consideraba por separado. Este estudio introduce un novedoso problema integrado de autobuses escolares que considera la operación secuencial de las flotas para los tres niveles en un marco unificado. Se desarrolló y probó un ejemplo de una red hipotética para demostrar el algoritmo desarrollado. El algoritmo manejó con éxito la integración de la generación de rutas óptimas de autobuses escolares cumpliendo con todas las restricciones. Los resultados mostraron que las rutas con el algoritmo integrado de marco único pueden reducir los costos totales entre un 4.5% y un 12.4% en comparación con las rutas con el algoritmo de nivel separado. Además, se mostró que los costos totales del marco de enrutamiento integrado para diferentes ventanas de tiempo de mañana y tarde son un 8.28% menores que las mismas rutas (invertidas de manera idéntica) para las ventanas de tiempo de mañana y tarde.