基于大小交路的城轨列车开行频率与票价综合优化方法

针对城市轨道交通线路客流时空分布不均衡问题,为缓解高峰时段客流压力,均衡时段客流,提升列车运输能力利用率,提出基于大小交路的城轨列车开行频率与票价综合优化方法。构建双层优化模型,其中上层模型为多时段大小交路列车开行频率及票价综合优化模型,模型以不同运营时段内大小交路列车开行数量、不同运营时段内票价率为决策变量,以企业运营效益最大为优化目标。下层模型为基于弹性需求的多时段随机客流分配模型,考虑票价优化对旅客出行需求的影响,在分析旅客广义出行费用的基础上,建立旅客出行弹性需求函数。设计嵌套Logit随机用户客流分配方法的遗传算法对双层模型进行求解,并进行算例分析,验证优化模型可行性。算例结果表明：1)通过对各运营时段票价和大小交路列车开行频率综合优化能够满足城轨线路各区段的旅客出行需求,降低高峰运营时段内客流量,均衡同一OD对在不同运营时段内的出行需求,充分缓解线路客流的时空分布不均衡的现状;2)城轨票价优化能够在一定程度上吸引更多潜在客流,有效提升企业票价收益,提高旅客人车公里数,同时开行大小交路列车能避免列车运输能力浪费,从而降低企业运营成本。所提出的方法能够为城轨列车开行方案和票价制...     

沪杭运输通道内旅客出行方式选择行为研究

随着沪杭客运专线的建成,沪杭运输通道内原有运输格局被打破,各交通运输方式的结构将发生变化。本文通过对沪杭运输通道旅客进行SP和RP调查,分析沪杭运输通道客流的构成和旅客的出行方式选择行为特征,运用非集计的多项Logit模型建立旅客出行方式选择模型,分别标定不同月收入旅客群体的出行效用函数。利用该模型,计算沪杭客运专线开通后,基于多种客运专线服务水平方案下的通道内各种运输方式分担情况和客运专线的客流结构。从各运输方式的协调发展及有序竞争的角度,得出客运专线在沪杭通道内的合理定位,并提出票价和开行间隔方面的建议。     

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。     

城际直达列车开行方案优化研究

以一定客流时段内城际直达旅客列车开行方案为研究对象，确定列车开行频率和列车编组。对旅客出行的广义费用进行分析，将城际直达客流的广义出行费用分为票价费用、候车时间、延迟费用、拥挤费用。得出了广义出行费用下客流乘车选择的一般规律：选择各列车的客流，其期望出行时间连续分布在所乘列车两侧，各个列车的客流吸引范围具有一致性。建立了以客流总出行费用最小和企业效益最好为目标的优化模型，并对模型进行了分析求解。算例结果表明，列车编组和开行频率是列车开行方案中具有密切联系的两个组成部分，小编组和高密度的开行模式能够显著提高运营服务水平。     

基于候选列车集与弹性需求的城际铁路列车开行方案优化

城际铁路列车服务水平直接影响着全天各时段旅客出行需求量。为了研究这种影响关系,获得吻合出行需求的城际列车开行方案,首先建立旅客时段出行需求与广义出行费用间的弹性需求函数,并基于给定候选列车集构造旅客出行网络,进而以最大化列车开行收益为优化目标,构建面向弹性需求的城际列车开行方案优化模型。模型结合弹性客流在出行网络上的路径选择,从候选列车集中选择开行列车,并优化其停站方案与始发时刻。在生成初始列车开行方案基础上,设计其邻域解生成策略,构建求解模型的模拟退火算法。算例优化不同分布客流的列车开行方案,结果表明:模型与算法能够获得更吻合弹性需求的列车开行方案,且有助于提高旅客服务水平与企业经济效益。     

客运走廊多模式交通奈件下票价与运输需求的关系

在客运走廊客流调查的基础上,运用非集计多元Logit模型建立旅客出行方式选择模型,采用Matlab编程标定了客运走廊多模式交通条件下旅客出行效用函数.构建基于旅客出行行为的随机用户均衡配流模型,以旅客票价为切入点,利用变分不等式的灵敏度分析,确定了客运走廊各交通方式旅客票价与交通需求间的关系.以沪杭客运走廊为案例进行实...     

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。     

突发事件下考虑旅客时间价值的列车开行方案研究

突发事件对铁路旅客出行及运输组织造成了极大的影响,且突发事件下旅客出行选择行为与正常情况有明显的差异。为此,分析突发事件下旅客的出行方式选择行为,利用轨道交通综合网络间的相依特性,研究旅客列车的开行问题,以减轻突发事件对旅客运输组织的影响。首先,分不同支付能力从经济性、快速性、舒适性、方便性及安全性等方面研究旅客广义出行费用。其次,针对突发事件下列车开行方案的编制问题,提出以旅客广义出行费用最小及铁路部门运输成本最低为优化目标,以线路通过能力、满载率、车组数量及铁路旅客服务率等为约束条件的多目标规划模型。进而,根据模型特点设计带精英策略的非支配排序遗传算法,并结合考虑旅客时间价值优先级的Logit客流分配策略对模型进行求解。最后,利用算例对模型和算法的有效性进行分析,研究结果表明：突发事件下基于旅客时间价值的广义出行费用进行开行方案动态调整可有效提高铁路旅客服务率。突发事件下考虑旅客时间价值的列车开行方案模型可有效满足突发事件下旅客出行需求,降低突发事件下铁路部门运输成本;问题的研究有助于降低突发事件的影响程度,可为提高突发事件下的应急保障水平提供依据。     

基于弹性需求的高速铁路列车开行方案优化

考虑不同时段列车开行方案与客流出行需求量之间的相互影响关系,在建立高速铁路各时段客流出行需求量关于各时段旅客出行服务水平间的函数关系的基础上,根据高速铁路企业制定列车开行方案与旅客出行选择之间的主从博弈关系,构建弹性需求下高速铁路列车开行方案优化的双层规划模型,并设计相应的模拟退火求解算法。     

Logit模型在广深铁路客流分担率估算中的应用

客流分担率估算的常用方法有分担率曲线法和函数模型法,通过比选决定采用函数模型法中的Logit模型。从旅客和社会需求的角度,对传统的Logit模型特征函数求解进行改进;以安全性、快捷性、票价水平、舒适度、开行间隔、方便性、服务水平和环境友好性等8个参数确定运输产品的效用值,代替传统的Logit模型求解特征函数值。在市场调查和参考专家建议的基础上,确定8个参数的效用值,利用改进的Logit模型,计算出在广深间旅客运输市场中铁路的需求分担率为46.7%,公路为53.3%。依据1999—2003年广深间实际客流量的变化情况,计算出铁路对总客运需求的满足率为18.8%,城际铁路对城际旅客运输需求的满足率为72.7%。可见,广深铁路还远远不能满足社会的客运需求。因此,铁路四线建设应该加速,运营组织模式应该改进。     

铁路旅客乘车选择行为及其效用

通过分析铁路客流构成和旅客列车分类,将铁路旅客乘车选择行为的影响因素归结为旅客主体特性、列车特性和随机因素,构造可以直观描述列车特性的时间、费用和舒适度3个因素之间关系的曲线图。采用随机效用理论建立铁路旅客乘车选择行为非集计模型,给出个体旅客对列车选择概率的多项Logit模型,并通过影响因素选择及参数标定等设计求解方法。以某区段不同收入旅客群的乘车选择行为为例进行计算分析。从计算结果可以看出:旅客收入水平越高,考虑时间、舒适度因素就越多,受费用因素影响越小,更趋向于选择乘车时间较短、舒适度较高的高档次列车。计算所得2个旅客群对不同列车的选择概率结果具有合理性,表明模型与算法贴切地反映了铁路旅客乘车选择行为的特征。     

旅客列车发车时间域优化研究

在大量问卷调查的基础上,根据旅客对不同到发时间域选择的偏好,确定了各发车时间域旅客出行的方便系数。利用目标规划原理,以旅客出行方便程度最大为目标,构造了三级控制策略。在考虑客运站到发线能力,以及旅客列车必须在合理的时间域发车等约束条件下,建立旅客列车发车时间域的目标规划模型。利用该目标规划模型,可根据旅客列车实际运行的需要,通过变化控制策略和赋予各目标的优先因子,实现对列车发车时间域的优化。根据模型约束目标正负偏差变量,计算了各级控制策略实现程度系数。最后,以太原站始发旅客列车为实例,利用变换方案对该目标规划模型的运用进行了分析,并将目标规划优化结果和传统确定发车时间域的结果以及指派模型优化结果进行比较分析。     

综合运输通道旅客出行方式选择行为研究

针对综合运输通道内旅客出行距离长、频率低的特点,基于非集计理论和纯选择行为抽样调查法建立综合运输通道内旅客选择行为的Logit模型.对京沪运输通道内旅客选择行为随出发时间和出行距离变化情况的模拟表明,中长距离的旅客对综合运输通道内客运产品的选择受出发时间影响较大,客运需求结构在不同时段存在显著差异,而短距离旅客的出行方式选择行为受出发时间影响较小,此外各种运输方式的典型客运产品均存在优势运输距离范围.与京沪运输通道客运产品结构现状对比的结果表明,由综合运输通道内旅客出行方式选择行为模型得到的结果能够反映通道客运需求结构的现状,并且能够解释由客运供需矛盾引发的购票困难等现象,从而为综合运输通道客运基础设施的科学规划和客运产品的合理设计提供理论依据.     

铁路旅客旅行换乘方案优选算法

为给铁路旅客选择合理的旅行方案提供参考,以旅行目标值与换乘目标值之和最小作为目标函数值,考虑旅客从起点站出发、最终到达终到站、在中转站进出平衡的约束条件,建立旅客旅行换乘方案选择问题的数学模型。分别给出旅行时间、换乘次数、票价、距离、到发时刻和综合指数6种目标权值的确定方法,提出最短路法和列车匹配法2种求解方法。最短路法是通过构造并简化旅客运输网络,求出网络上若干条次短路,再根据各条次短路上列车的接续,构造列车换乘方案网络图,根据该网络的目标权值确定最短路,得到最优换乘方案。列车匹配法是根据列车运行图信息直接搜索发、到站的接续列车集合,求其两列车对应的重合停车站,根据重合停车站集合的情况选择迭代步数,剔除显然不利方案,构成换乘方案,根据方案的权值进行比选,得到最优换乘方案。对2种算法均用C#编程实现,并用现有的全路客票数据进行检算。计算结果表明:2种算法均能得到最优换乘方案;列车匹配法所用计算时间比最短路法少160 ms。     

基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化方法

列车开行方案是有效利用铁路运输能力和提升服务质量的关键组织手段。基于城际铁路客流的时变特性,将时空网络方法引入城际列车开行方案决策,增加考虑客流出行时间信息,从而能更加全面评价所得方案。在构造开行方案时空网络图的基础上,以最小化包括列车运行成本、旅客旅行时间、旅客出发偏差时间和未上车惩罚和列车数量等的总成本为目标,考虑时空网络客流及列车流守恒、发车时间间隔和列车能力等约束,建立基于时空网络的城际高速铁路列车开行方案优化模型,并设计双层模拟退火算法进行求解,其中内层算法优化列车停站方案,外层算法优化列车起讫点、开行数量和始发时间。算例计算分析表明,所提方法能为城际铁路列车开行方案决策提供科学依据。     

客运专线相关旅客列车开行方案研究

通过分析铁路客运专线的相关收益及费用,从铁路运输企业和旅客两方面的利益出发建立了客运专线相关旅客列车开行方案的多目标优化模型,提出了优化旅客列车开行方案的求解方法。所提出的换乘多种类别列车的疲劳恢复时间计算公式、不同消费层次选择不同类别列车的思想、列车开行数量的计算式、列车的吸流原则、确定列车类别的动态规划方法等都贴切反映了铁路客运组织和客运市场的相关规律。该方法在客运专线预可行性研究中得到了成功的应用,求解路网规模为60个车站的旅客列车开行方案仅需100s左右时间,并获得了满意的结果。     

故障救援情形下的地铁列车调度调整模型

基于给定的救援组织方案,以列车运行时间、备用列车加开位置和方向、客流量等为约束条件,以备用列车加开方案和列车到发时间为决策变量,以站台滞留人数与加开备用列车数的加权和最小为目标,构建故障救援情形下的地铁列车调度调整混合整数规划模型。对模型线性化后,采用商业软件CPLEX求解。以某地铁运营线路为例,以不固定和固定备用列车加开数量进行方案对比,并分析备用列车存放位置和权重系数对备用列车加开方案和运行调整方案影响的敏感性。结果表明:相较于固定加开列车数量的方案,不固定加开列车数量的方案可有效减少站台滞留人数和备用列车加开数量;调度员应优先选择加开故障列车存放位置前方车站的备用列车;故障影响区段前方备用列车应沿故障发生的方向加开,故障影响区段及后方备用列车应沿故障发生方向的反方向加开;在实际应用中,可结合加开成本以及客流需求,选择不同的权重系数。     

基于分层递进衔接的城市轨道交通网络末班车时间优化研究与实践

在城市轨道交通网络化运营和“一票制换乘”的条件下,末班车乘客购票进站后因换乘失败而无法抵达目的地的现象时有发生。为最大程度满足末班车乘客的出行需求,基于分层递进衔接的思路,根据各线路与基准线路的换乘关系划分协调层次,基于网络末班车换乘客流流量和流向确定协调主方向,按照协调层次建立末班车时间推算模型,并从特定衔接方向和发车时间域两个方面对模型进行优化。对广州城市轨道交通网络末班车时间进行推算和优化的结果表明,优化后的末班车时间能更好地适应末班车乘客的出行需求,验证了模型和优化方法的有效性。     

滇中城市群城际铁路网客流预测

基于对滇中城际铁路网客流的现状分析,将城市群内交通划分为区域内交流、对外交流、过境客流三部分,以区域内交流为重点,将客流以不同的交通方式划分为公路客流、铁路客流与航空客流进行分析。采用改进的四阶段交通需求预测理论,以实际客流数据为基础得到2015年不同交通方式与全方式的客流OD表。运用弗雷特法(Frator method)计算未来各规划年不同交通方式与全方式居民出行城际客流和旅游客流分布。建立滇中城市群各城际通道方式划分Logit模型,得到滇中城市群城际铁路客流OD表,成功得到未来各规划年的客运交通分布预测、客运交通方式预测与主要通道客运交通预测。