基于用户平衡分析的铁路旅客列车票额分配计划制定及评价方法

票额分配计划必须最大限度地满足旅客集体乘车选择行为下长途旅客的出行需求,其中的旅客集体乘车选择行为表现为基于客车开行方案的换乘网络上的用户平衡态,据此平衡态提出以直接人公里数最大为目标的票额分配计划制定方法。进而根据短途套用、票额共用和席位复用等售票策略、以及这些策略对旅客集体乘车选择行为的影响,设计基于票额分配计划的换乘网络,依据该换乘网络上的用户平衡态,提出以旅客出行费用和票额分配计划的直接人公里数两项指标组成的评价方法。通过算例展示了票额分配计划的制定过程,并对不同票额分配计划进行了评价分析。     

铁路旅客列车票额智能预分研究

根据铁路的客流特点、季节特征和预售票规律,结合客流的历史数据和专家经验,采用时间序列分析方法建立旅客列车客流预测模型,预测旅客列车的OD客流.以预测的OD客流为基础,以旅客列车全程的客座率、收入以及整体效益最大化为目标,研究提出先长途后短途、先有座后无座、先按数量预分再按比例预分等旅客列车票额预分等主要原则,给出票额预分算法,并在此基础上构建铁路旅客列车票额智能预分系统.实际应用结果表明,该系统实现了铁路旅客列车票额的动态分配,提高了旅客列车沿途停靠车站组织客流的积极性,提高了旅客列车的客座率.     

考虑动态购票需求的高速铁路票额分配

针对预售期内不同OD旅客购票行为及其购票过程的差异性,在利用复合非齐次泊松过程对不同OD旅客购票过程进行定量化研究的基础上,以铁路部门和旅客的系统效益最大化为目标,构建了考虑不同OD旅客动态购票需求特点的高速铁路多列车票额分配随机非线性整数规划模型,通过需求仿真将模型转化成确定性线性整数规划模型并利用Lingo 12.0进行求解。以京沪高铁列车为例进行购票过程仿真,结果表明:与先到先得的购票策略及不考虑动态购票需求的方案相比,本文构建的模型能使铁路部门和旅客的系统效益分别提高约5.2%和13%;并且本方案能在充分利用列车席位能力的前提下,更好地适应旅客不同售票阶段的购票需求特点。所构建模型能够为高速铁路多列车票额分配提供优化方法。     

多列车限售策略和铁路票额预分方案的优化设计

铁路客票限售策略能够在预分方案中给予长途客流一定的优先,同时显著影响旅客选择各列车的概率。基于此,应用随机效用理论构建限售策略下的旅客乘车效用函数,描述旅客在限售策略下对多列车的选择行为。以列车输送的最大人公里为优化目标,以列车输送能力、旅客总需求、限售执行条件等为约束条件,建立多列车限售策略和票额预分模型,采用模拟退火算法对模型求解,得到优化的多列车解除限售时间点、各列车限售站位置和各列车、各OD之间分配的票额。算例分析表明:与传统的限售站决策方法对比,该模型实现了多列车限售时段、限售区段和票额预分方案的联合优化设计,支持对限售站位置与解限时间的优化决策,生成的票额预分方案能更好地协调多列车所承担的客流关系,达到整体优化的效果。     

铁路客运票额预售控制决策模型研究

客票发售是列车能力利用的具体表现,票额出售即为能力占用,预售期购票需求的变化直接影响着列车能力的占用过程。本文在已知基于列车沿途停靠站的票额分配计划下,以客流需求预测值和最低票额保护值为约束。考虑预售期购票趋势与不同OD旅客的平均购票强度等因素,利用半马尔可夫决策过程来描述票额预售过程,提出单次决策期望收益模型,并以此推广至列车全程及整个预售期,最终构建以最大期望票价收益为目标的单列车票额预售控制决策模型。通过算例对模型进行了验证,结果表明本文提出的方法在考虑旅客需求的同时,可改善列车能力利用,提高列车客座率与收益。     

直通动车组列车售票组织策略的思考

随着直通动车组列车的开行数量及密度不断地增加,旅客长途票与短途票之间的需求矛盾日益突出,为有效缓解这一矛盾,对直通动车组列车实行票额自动预分策略,并采用模糊预分的预分模式,实现旅客列车效益最大化目标。同时,通过一定时期的应用,相关客运评价指标均有所提升,为进一步推广其售票策略奠定了良好的基础。     

多交通方式竞争条件下高速铁路票价和票额综合优化研究

基于随机客流需求和多交通方式竞争条件下的旅客选择行为,研究高速铁路票价和票额的综合优化方法。考虑淡旺季需求和旅客选择行为的灵活定价是刺激市场需求和提高竞争优势的有效手段。票额分配是合理利用长短途票额资源的重要方法。本文构建高速铁路票价和票额的综合优化模型,并针对模型特点设计混合启发式算法进行求解。最后,以京沪高速铁路为对象进行案例分析,结果显示:与票价固定的票额分配方法相比,考虑旅客选择的灵活定价策略可显著提高铁路客票收益。本研究能够为高速铁路票价和票额综合优化提供理论和方法支撑,进而提高运输效益。     

基于随机需求的单列车票额分配方法

根据时间序列原理将单列车的客运需求划分为具有趋势规律的确定需求和具有分布规律的随机需求两部分,通过差分自回归移动平均模型得到确定性需求的表达式和随机性需求的分布函数,进而构成单列车的客流量预测模型;将该预测模型嵌入随机票额分配模型中,通过求解客流量的期望值而将随机票额分配问题转化为确定票额分配问题,实现随机需求与随机票额分配有效结合的单列车票额分配,从而避免由于客运需求预测结果误差较大而使票额分配结果不能满足实际客运需求。通过算例验证了方法的可行性。     

基于票额分配的高速铁路动态定价分治优化方法

研究基于票额分配的高速铁路多列车多OD的动态定价问题。以多列车的总收益最大为目标函数,建立多列车多OD的动态定价和票额分配联合优化模型,并在约束条件中充分考虑实际运营的需要。设计了将模型分解为双层规划的分治优化方法,通过票额分配与动态票价的分治优化,有效降低该类大规模问题的求解难度,并提高了求解效率。最后用20列车350个乘车OD的大型算例对模型和方法进行验证,为高速铁路动态定价的实际应用提供支持与参考。     

高速铁路单列车动态定价与票额分配综合优化研究

收益问题是高速铁路市场化运营的关键。针对目前高速铁路票价单一、不能用来调节客流、提高收益以及票额自动预分不能满足需求波动的问题,基于收益管理理论,结合高速铁路运输组织的特点,以收益最大化为目标,构建了不确定需求的动态定价与票额分配综合优化模型,并针对需求的随机性,运用稳健优化方法对模型进行求解。通过算例对模型和算法进行验证,并与单一全价票下的票额分配方案对比,结果表明本文提出的模型能够根据不同购票时段需求特点进行动态定价来提高高速铁路收益,并且能适应需求的波动,从而避免由于实际需求波动较大使票额分配方案不能满足实际需求而带来的大量票额调整工作,为高速铁路动态定价和票额分配提供了优化方法。     

高铁列车差异化票价与票额协同优化

鉴于同OD服务列车间服务的差异性与可替代性,利用票价调节不同服务水平列车间的客流量是提高列车平均客座率、增加客票票价收益的有效手段.本文将列车旅行速度、停站次数及舒适性等作为衡量列车服务水平指标,基于列车服务水平对OD间服务列车进行聚类分级;同时构造价格-需求弹性函数描述OD之间出行量与票价之间变化关系,并采用Logit模型将OD间的需求分配到各类服务列车上.在此基础上,构建以客票票价收益最大化为目标的高速铁路多类列车差异化票价与票额协同优化模型,并设计模拟退火算法进行求解.算例结果显示差异化定价方案的客票收益较既有单一定价方案提高了5.6％,表明差异化定价能有效提高列车客座率与铁路客票票价收益.     

旅客列车票额智能预分方法研究

考虑客流本身的波动、客流预测的误差以及沿途车站的票额实际利用等问题,提出一种给定客流条件下的旅客列车票额预分算法。根据实际工作的特点和需求,总结旅客列车票额智能预分原则,并提出基本流程。将票额预分过程划分为基于给定客流的基本票额分配优化及剩余能力优化利用两个主要步骤。针对基本票额预分优化,以客运周转量和平均运距最大化为目标构建了双目标优化模型,并基于e-constraint方法提出了求解算法。针对剩余能力优化,以平均运距最大化为目标,并考虑车站的保护票额构建了优化模型,提出了相应算法。案例计算结果表明,该模型具有较好的实用性。     

基于客流预测的铁路旅客列车票额智能分配方法

以全路客票发售与预订系统中的客票数据为基础,将列车发售的客票数据转换成客运量时间序列数据,采用基于改进的移动平均时间序列分析法,实现列车逐日分席别的站站客流预测.综合考虑票额裂解因素、票额保护因素和客流培养因素,建立站间票额数量调配模型;以站间的票额分配数裂解票额时使用的长途票额最少为目标函数,建立席位占用优化模型;由这2个模型组成票额智能分配模型,通过模型求解得到票额预分方案.实例应用结果表明,采用该方法可以实现票额的自动、快速、合理、有效地按需分配,目前该方法已应用于中国铁路客票发售与预订系统.     

基于复杂列车服务网络的客流分配方法研究

研究旅客列车开行方案形成的复杂列车服务网络属性及其构造方法,在分析多层次客流选择行为基础上,确定列车服务网络弧段阻抗。建立体现差异性服务水平需求的复杂列车服务网络客流分配模型,该模型以旅客出行效益最大化为目标,通过分别限制不同出行距离、不同层次旅客的换乘次数及换乘时间,设置旅客出行径路的多约束条件。设计改进的蚁群算法和Frank-Wolfe算法构成的混合算法进行求解,为更加符合旅客的选择行为,按OD客流量、出行距离、优先级等规则进行流量加载。以京沪高速铁路旅客列车开行方案为例进行客流分配,验证模型和算法的有效性。     

基于ARIMA模型的高铁浮动票价与票额分配优化方法

针对我国铁路单一的票价体系和确定性票额分配方式问题,探索高铁列车票价与票额的综合优化方法;依据时间序列分析原理,考虑客流的随机性,构建ARIMA客流预测表达式,将该表达式嵌入Log-Linear需求与价格的函数关系式中,结合票价制定规则、列车定员等约束,构建以铁路运输收益最大为目标的高铁列车浮动票价与票额分配综合优化模型;以G13列车为例进行计算分析,算例结果表明该模型能提高铁路运输收益,为高铁票价与票额的综合优化提供一定参考依据。     

高铁动态票价与停站方案联合优化方法

在高铁市场化运营过程中,高铁票价直接影响旅客需求,列车停站方案则会影响运输能力供给分配。目前高铁票价缺乏科学灵活的市场化调节机制,停站方案的制定也未能充分考虑票价调整对旅客需求的影响。为实现高铁供求关系的更好匹配,提升其市场化运营水平和竞争力,有必要研究基于客流需求和列车服务水平的高铁动态定价方法。基于旅客出行需求的价格弹性特征和列车停站方案对供需关系的影响规律,根据旅客购票规律将预售期划分成多个售票时段后,以最大化总的高铁运输收益和最小化总的旅客出行时间价值损失为目标,考虑票价范围、列车运能、票额配置、OD直达等约束条件,构建高铁动态票价、票额分配与列车停站方案联合优化的非线性混合整数规划模型,并结合问题特征设计双层模拟退火求解算法。以京沪高速铁路为例进行计算分析,优化后的综合方案能够使高铁运输收益增长3%以上,并使总的旅客出行时间价值损失降低8%以上。优化后的动态票价策略为预售期初期设置低折扣系数、后期设置高折扣系数,可以在提高客票收入的同时有效引导更多旅客更早购票。优化的列车停站方案能够在维持较高的客流水平的同时尽可能满足更多的客流需求。     

高速铁路动态定价与票额分配协同优化研究

目前我国高速铁路票价制定还比较缺乏灵活的市场化机制,严重影响铁路运输企业收益和服务水平的提高。基于高速铁路旅客出行规律和收益管理策略,研究高速铁路动态定价与票额分配协同优化方法。在分析旅客出行价格需求弹性的基础上,构建基于Logit模型的客流弹性函数,考虑临近发车客票不涨价和运输能力等约束,建立以期望客票总收入最大化为目标的优化模型,设计一种基于超分方程的分步算法,求解不同时段下不同列车的最优票价与票额分配方案。以京沪高速铁路为例进行计算和分析,与固定费率票价相比,动态票价策略能保证服务水平,系统总客流需求下降0.73%,企业客票总收益提高4.95%。     

基于弹性需求的旅客列车开行方案优化研究

旅客列车开行方案直接影响着铁路旅客出行费用,从而导致铁路旅客运输需求的变化.通过分析与旅客列车开行方案相关的铁路旅客运输需求影响因素,构造旅客运输弹性需求函数关系,将旅客换乘方案的选择归结为弹性需求下的用户平衡分配问题,进而利用铁路企业与旅客之间的Stackelberg博弈关系,建立了基于弹性需求的旅客列车死行方案的双层规划模型,并设计了基于模拟退火算法求解的优化算法.算例分析表明,基于弹性需求的旅客列车开行方案优化模型和算法能够更好地优化旅客列车开行方案,使之与铁路旅客运输需求相吻合,从而产生更大的社会与经济效益.     

考虑灵活车次的混合票制下巢式Logit选择行为建模与估计

考虑灵活车次的混合票制能够刺激客运需求，并引导旅客均衡出行。在混合票制下，考虑旅客对不同票制产品的选择有明显的层次关系，同时旅客存在放弃出行的选择行为，构建具有外部选项的巢式Logit选择行为模型。构建对数似然函数，利用多元牛顿迭代法使似然函数极值化，并采用分阶段估计法和同时估计法混合估计模型参数。通过旅客出行意愿调查，得到考虑灵活车次的混合票制下京沪高速铁路旅客出行选择偏好，并分析不同折扣率下各个产品的分担率，验证模型及算法的有效性。研究结果能够计算混合票制下的旅客选择概率，作为预售期前混合票制票额分配的需求输入，也可用于刻画预售期内的旅客选择过程，为席位控制策略的调整提供重要依据。     

客运专线速度目标值的决策模型与算法

通过分析客运专线速度目标值与列车票价率对旅客出行选择行为和客运专线运营效益的影响,将用户平衡理论用于不同铁路旅客运输产品之间的客流分配问题,以铁路企业运营效益最大化为优化目标建立了双层规划模型,并设计了基于灵敏度分析方法的求解算法,算例分析表明该模型和算法的有效性.