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旅客乘坐铁路列车出行时,需选择列车车次,这与各次列车的情况和旅客的出行要求均相关. 分析旅客选择列车时的不确定因素和追求的多重目标,引入随机决策优化理论,在旅客对列车实际到达时刻、出行费用、购票成功概率、旅行舒适度等要求的约束下构建了选择列车的随机机会约束目标规划模型. 列车到站时的晚点时间与购票时的剩余票额是影响旅客选择列车的两个重要的不确定因素,且是随机变量. 根据其分布函数和旅客出行的相关要求将含有不确定约束的模型转化为确定模型,并用隐枚举法进行了算例求解. 结果表明,模型能够明确地给出旅客选择列车的合理建议.     

客运专线旅客列车开行方案的客流分配方法

为了制定合理的列车开行方案，从旅客的出行需求及满意度出发，分析了影响客流分配的主要因素；根据开行方案中列车的运行区段及列车停站情况，构造了列车的运行网络；结合旅客的出行心理，给出了将旅客出行成本折算成旅客满意度的方法．在此基础上，建立了确定裔流分配的多目标线性规划模型，模型体现了旅客对列车选择的主动性．通过研究影响客流分配的相关因素，给出了路网客流的合理分配方法.     

区域运输通道内客运方式分担率模型

鉴于Wardrop原理假设通道内的旅客对各种运输方式的实际出行费用能够完全准确估计的不足,利用不确定规划理论,结合不同出行距离、不同收入水平的旅客对运输方式服务属性的评价,用数学期望表示旅客出行的广义费用,提出了不确定条件下运输通道内各种运输方式旅客最优和运输系统最优客运量分担率计算模型,以及多目标客运量分担率计算模型,并设计了用于求解模型的基于随机模拟的遗传算法。客运量分担率的预测结果与实际测量值之间平均误差为8．13％,说明本模型能够有效地模拟旅客在出行时对运输方式选择的不确定性。     

基于PCA-聚类分析的高铁旅客购票行为特性研究

铁路运输中旅客购票行为是铁路客运运营策略制定的重要基础.旅客购票行为直接影响着列车能力的占用过程,是铁路客运票额组织的重要依据.根据贵阳—广州高速铁路的旅客购票统计数据,以高铁购票旅客为样本,运用主成分分析法购票行为的特征属性进行综合分析,获得购票行为中重要特征变量.结合单次购票强度提出基于模糊C均值的双重聚类算法,对购票旅客进行聚类,并利用模糊聚类有效性指标Xie-beni和分离系数法确定最佳聚类数.结果表明,高铁旅客购票行为的关键特性为单次出行旅客人数、购票提前天数、出行OD城市人均GDP和购票渠道;不同旅客类型的购票行为有明显特性.     

旅客购票模式与渠道关联选择行为的建模分析

为分析多元化售票渠道下旅客购票选择行为的影响因素及交互特征，解析了多渠道情境下旅客购票过程的 3个阶段，辨识了旅客购票的 3类典型模式；运用协同进化分析思想，建立了购票模式与渠道关联选择的协同进化 Logit模型；基于道路客运联网售票信息系统数据，进行了模型的实证应用，分析了特征变量对旅客购票选择行为的影响，揭示了渠道与模式间关联选择行为特征.研究表明：性别，年龄，提前购票时间，出行时间，出行里程，发车频率等因素对旅客购票行为有显著影响；旅客购票模式和渠道选择间存在相关性，某一决策选择受另一决策结果的影响；考虑两者的交互作用有助于提高分析预测精度，2类决策模型的精度分别提高了5.98%和5.72%.     

旅客购票模式与渠道关联选择行为的建模分析

为分析多元化售票渠道下旅客购票选择行为的影响因素及交互特征，解析了多渠道情境下旅客购票过程的 3个阶段，辨识了旅客购票的 3类典型模式；运用协同进化分析思想，建立了购票模式与渠道关联选择的协同进化 Logit模型；基于道路客运联网售票信息系统数据，进行了模型的实证应用，分析了特征变量对旅客购票选择行为的影响，揭示了渠道与模式间关联选择行为特征.研究表明：性别，年龄，提前购票时间，出行时间，出行里程，发车频率等因素对旅客购票行为有显著影响；旅客购票模式和渠道选择间存在相关性，某一决策选择受另一决策结果的影响；考虑两者的交互作用有助于提高分析预测精度，2类决策模型的精度分别提高了5.98%和5.72%.     

基于非集计理论的高速铁路旅客乘车选择行为研究

为研究高速铁路旅客乘车行为选择机理,以非集计离散选择模型理论为依据,分析旅客乘车选择的影响因素,结合2013 年京沪高速铁路旅客出行RP调查数据,以G类高速列车和D类高速列车作为旅客乘车方式选择肢,设置影响旅客乘车选择的特性变量,即旅客主体特性、出行特性、列车服务特性及相应的取值方法,建立旅客乘车方案选择MNL模型.运用SPSS对模型参数进行标定,结果表明,公费出行、月收入较高及出差的旅客偏好选择G类高速列车;自费出行、月收入较低及旅游探亲的旅客偏好选择D类高速列车.上述结论与调查结果基本一致,命中率等参数的计算亦验证了模型的有效性.     

随机稳定性配流规划的客运专线列车开行方案模型

为适应我国客运专线高、中速列车混跑的运营要求,提高开行方案的随机鲁棒性,根据图论、概率论和期望值建模的基本思想,构建了符合路网系统运能的旅客列车开行方案的多目标随机期望值规划模型,设计了带有随机模拟的多参数级联遗传算法.算例结果表明:当列车与旅客出行的路径绕行率均为1.4、周期为60 min、列车K-短路参数为3和旅客出行路径K-短路参数为8时,经600代进化后求得满意解,用该算法能够得到满足路网线路通过能力、不同速度的运行线系统运能和路网旅客出行需求等约束条件的开行方案和配流方案,且具有高鲁棒性.     

城市轨道交通列车开行方案研究

通过以列车编组、最小时间间隔、列车上座率等为约束条件,建立以旅客出行成本最小和企业运营成本最小的非线性双目标整数规划模型,引入平均运距对乘客出行时间进行求解.通过对大连市快轨3号线主线开行方案的确定,来验证模型的合理性.计算结果表明,本模型得到的开行方案满足约束条件,符合旅客与企业双方的利益要求.     

铁路旅客购票需求预测模型研究

铁路旅客购票需求是列车票额分配的重要依据,各区间旅客的购票需求即为旅客的出行需求,在预售期间有不同的趋势规律。本文基于旅客购票历史数据,分析同一季节不同区间旅客的购票分布,提出区间旅客平均购票强度的概念,利用购票强度来描述预售期各OD票额的动态需求。将购票提前天数、购票渠道、单次购票人数、出行OD和票价等旅客购票行为的关键特征变量作为影响预测日期的属性向量,提出了非线性回归支持向量机的预测模型,对预售期每日的区间旅客购票需求进行预测。最后通过算例对模型进行了可行性验证。     

基于客流需求的城际列车时刻表模型改进研究

列车时刻表的编制是铁路旅客运输组织的关键问题,如何优化时刻表,最大限度缩短旅客的旅行时间,具有重要的理论和现实意义.然而,既有基于客流需求的时刻表优化模型大多数假设列车顺序固定或不允许列车间任意越行,离实际尚有一定差距.针对这一问题,本文以最小化旅客在站等待时间和在车旅行时间的线性加权为优化目标,综合考虑列车停站、区间运行、安全间隔、列车容纳能力等约束,在定序无越行和定序有限越行模型的基础上,构建了更一般的非定序任意越行混合整数二次规划模型,并利用ILOG CPLEX分别进行求解.最后,以某城际高铁为例进行案例研究.结果表明,本文所提的非定序任意越行模型求解质量最好,且能有效减少旅客全程旅行时间,具有可行性.     

面向时变需求的高速铁路列车开行方案优化方法

为了使高铁列车开行方案与旅客时变需求相吻合,引入列车运行方案图,使列 车开行方案优化中既能利用列车运行的时间信息,又能避免结合列车运行图综合优化的 大规模计算.借助于基于时刻表的高铁客流分配方法,在区间通过能力、车站始发能力、列 车载客能力等多种约束下,以列车运行时间与旅客出行时间加权和为优化目标,构建了 时变需求下高铁列车开行方案优化的Stackelberg 博弈模型.利用降低编组、删除列车、添 加列车、拼接列车、提高编组和调整列车始发时间等邻域搜索策略,设计了求解模型的模 拟退火算法.最后,针对京沪高速铁路进行算例分析,优化产生的列车开行方案具有良好 的评价指标,特别是旅客上车时间与计划出发时间的偏差较小,具有较高的运算效率和 收敛性.     

基于双层规划的市郊轨道交通多交路快慢车开行方案优化研究

由于市郊客流在时空分布上存在不均衡的特点,单一交路、站站停列车不能很好地满足客流需求,因此根据市郊客流特点研究不同停站方案(如快慢车)、开行区段(如大小区段) 组合的列车开行方案具有重要意义.本文在分析乘客出行广义费用的基础上,充分考虑列车开行方案与乘客选择之间的主从博弈关系,建立了市郊线路多交路快慢车开行方案的双层规划模型,并设计了遗传-模拟退火优化算法进行求解.在算例研究中,针对某一具体市郊线路,对结合大小交路、快慢车的列车开行方案进行优化,求解得出相对于传统的单一交路、站站停开行模式,多交路快慢车结合的开行方案使乘客的总旅行时间和企业运营成本分别降低了2.25%和9.25%,验证了本文模型和算法的实用性.     

重载铁路装车端空车调配优化研究

重载铁路装车端通常为组合列车和单元列车混行,空车调配的结果影响其装出重车列的组合作业。为提升线路能力利用和加速货物运输,基于装车站对到达空车的需求,研究协同装出重车列组合优化的空车调配问题。以最小化空车列到达惩罚、最大化装出重车列组合数及最小化装出重车列组合等待时间为目标,以线路通过能力和技术站技术作业能力等为约束,构建重载铁路装车端空车调配多目标0-1规划模型,并采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解。以包神铁路东线空车调配为例进行分析,结果表明,得到的空车调配方案能够使各装车站对到达空车列的惩罚值为0,与传统空车调配方法相比,有效减少了装出重车列的组合等待时间,能够为重载铁路装车端空车调配优化提供参考。     

基于收入最大的市郊铁路组合票价制定方法

为获得最佳市郊铁路组合票价制定策略,利用SPSS软件拟合市郊铁路票价与客流量的关系式,通过不同票价折扣获得对应的客流量值,建立基于收入最大的组合票价方案比选模型.以成灌市郊铁路为例进行模型验证,分工作日和节假日、按不同时间段和年龄段分别进行票价组合设定,结果表明:工作日低峰期适当票价折扣、高峰期保持票价不变或小幅度提高票价是最佳组合票价形式;节假日低峰期小范围票价折扣或保持票价不变、高峰期适当提高票价或保持票价不变,是最佳组合票价形式;18岁以下未成年人和56岁及以上老年人适度票价折扣、提高[18,56)岁旅客的票价,是最佳的分年龄段组合票价形式.     

大城市客运铁路枢纽客流分配模型

不同时段内,不同区位的旅客会根据不同的接驳方式及城际列车班次进行城际出 行.只根据城际间的出行成本无法准确地刻画旅客的出行.在已知不同时段内城市间各分区 OD客流、城际列车时刻表和铁路枢纽布局的前提下,构建城市内接驳交通网络;利用多项 Logit 模型,建立各个交通分区到铁路车站的接驳子模型;进而利用列车时刻表得到城际出行 成本,并考虑列车拥挤造成的成本增加,根据总成本最小原则及接驳子模型,构建分时段的铁 路枢纽客流分配模型.通过改进的MSA算法进行求解,得到各时段内各交通分区到铁路车站、 以及铁路车站之间的客流量.最后通过算例,对方法的可行性及有效性进行了验证.     

地铁与市郊铁路过轨运营下列车开行方案研究

在分析地铁与市郊铁路过轨运营特点的基础上,以乘客节省的总旅行时间最大化和地铁运营企业增加的总费用最小化为目标函数,建立了过轨运营下列车开行方案双目标规划模型,并设计了基于模糊数学规划的求解算法.以某两条轨道交通线路为算例,研究过轨运营开行方案并对相关参数进行灵敏度分析.研究结果表明,地铁与市郊铁路过轨运营既可节省乘客总旅行时间又可增加运营企业收益,且过轨客流需求越大、过轨站换乘时间越长、过轨方缴纳的过轨费用越少、过轨列车运营组织方案越合理,过轨运营效果越显著.     

Route Selection for Railway Passengers: A Multi-objective Model and Optimization Algorithm

With an increased operating speed in Chinese railways in recent years, the number of passengers traveling by trains has been significantly increasing. The research issue is regarding how passengers select their routes when there are no direct trains. Previous studies have dealt with the route selection problem as a multi-objective optimization. The study began by setting up a transportation network which encompasses the departure and terminal stations along with important intermediate stations. Then, six key factors are analyzed and formulated using a multi-objective model, consisting of the train-running time, railway fare, transfer frequencies, distances between transfer stations, transfer interval time, and travel comfort. Furthermore, a two-phase algorithm is employed to solve the model. A rapid searching algorithm for feasible routes based on the train timetable is established, then the weight vector is assigned by introducing the information entropy to obtain satisfied routes. In the end, the two-phase algorithm is tested respectively for railway passengers from Lanzhou to Beijing (with direct trains) and from Lanzhou to Changchun (without direct trains), and the results show that the proposed model and solution algorithm are efficient for obtaining satisfactory routes.     

面向提升旅客出行效率的高速铁路列车停站方案优化

优化长距离高速铁路列车的停站方案，应平衡好提高大站间快车比例与增加中小站列车服务频率之间的关系. 基于减少列车中小站停站次数，增加相邻大站间站站停列车等策略，以旅客的列车停站时间损失和换乘等待时间损失总和最少为目标，建立列车停站方案优化的混合整数规划模型，并设计遗传算法求解. 对京广高铁现状列车停站方案进行优化，优化后的方案与实际方案相比：大站间快车数增加94.4%，增强了高铁竞争力；相邻大站间站站停列车和中小站列车频率至少为1 列/(3 h)，提升了旅客换乘出行的便捷性；旅客时间损失减少40.08%，总体出行效率得到较大地提升.     

铁路枢纽内班列车流的组织优化研究

优化枢纽内班列车流的组织是提升班列组织效率的重要途径.基于班列作业时 间,反推可能的运输服务,构建枢纽内班列车流组织服务网络.通过将不同联弧能力进行 差异化设置,使其满足货运需求总量约束及班列组织对不同品类货物运量的要求.以运输 服务组织总费用最小为目标,构建铁路枢纽内班列车流组织的混合整数规划模型.该模型 在铁路运能逐步释放和提升的背景下,以满足枢纽内班列开行所要求的基本车流为约 束,而弱化了班列车流组织过程中区段和站点作业能力约束.最后通过算例验证了模型的 可行性和有效性.