考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法

铁路客流均衡分配是旅客出行选择的集中体现,对旅客列车开行方案和列车运行图等的评价和优化十分重要。实际运营中列车的随机延误会导致铁路旅客的出行时间发生变化,影响旅客的出行,尤其是换乘选择。考虑旅客在路径选择决策过程中的出行时间可靠性和不可靠性2个方面因素,提出一种考虑列车随机延误的铁路网络客流均衡分配方法。首先,构建旅客换乘网络,基于提出的期望-超额出行成本(METC)概念,考虑换乘过程中列车的延误概率,计算旅客的换乘成功概率和换乘周期选择;然后,进一步计算旅客出行路径的期望-超额成本,基于用户均衡条件,构建考虑列车随机延误的期望-超额客流均衡分配模型;最后,考虑到期望-超额出行成本的不可加性,结合相继平均法和k-最短路算法设计基于路径的客流分配算法,并对均衡模型进行求解。通过对一个简单算例和广珠铁路实例进行分析,结果表明：同时考虑出行时间的可靠性和不可靠性时,旅客的出行路径选择和换乘选择与仅考虑出行时间可靠性有较大差异,基于期望-超额的铁路网络客流分配模型可以更加准确地描述考虑列车随机延误的旅客的出行选择行为,证实了均衡分配方法的有效性。因此提出的客流分配方法可以为铁路网络旅客列车开行...     

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。     

旅客列车停站设置方案优化

旅客列车停站设置的影响因素主要有客流换乘需求、列车停站等级、列车指定停靠车站、车站接发列车能力、停站数量对旅行速度的影响和列车最大停站数量.分析停站设置和客流换乘选择之间的博弈关系,将基于停站方案的多类用户均衡客流分配模型作为下层规划模型,将旅客广义出行费用最小和列车停靠站数量限制作为上层规划模型的目标函数,构建旅客列车停站设置方案优化双层规划模型.通过分析停站方案变动引起的目标函数变化,构造解的邻域,设计基于模拟退火的求解算法.对由某客运专线和既有铁路组成的混合网络测算结果表明;列车平均停靠3.68站,列车直通客流比例平均为65.24%;客流直达比例为65.23%,人均换乘次数为0.44次;旅客出行费用较初始停站方案下降了35.47%.运算结果合理,具有较好的优化质量,旅客的出行费用显著下降.     

旅客列车开行方案的双层规划模型和算法

在既有旅客列车开行方案研究的基础上,基于客运专线和高速铁路建设路网发展规划,分析旅客列车开行方案的相关费用和优化目标,均衡考虑企业利益和旅客需求,将列车开行方案与旅客换乘方案结合起来,以客流在铁路换乘网络上的分配作为下层规划,建立旅客列车开行方案优化的双层规划模型。通过抽象归纳制定开行方案的经验,将开行方案优化与客运径路确定、旅客列车换乘网络设计、旅客换乘的客流分配、旅客列车停站优化、旅客列车开行方案的评价指标分析等相关子问题结合起来,设计基于模拟退火算法求解的优化算法。根据优化模型和求解算法,开发铁路旅客列车开行方案优化系统,对某客运专线的开行方案实例进行测算,结果表明,该系统具有良好的优化质量和运算效率。     

长途跨线客流输送方案优化设计

研究高速和普速铁路构成的客运网络上长途客流输送方案,以及相关列车开行方案优化问题。全面分析长途客流输送的直达模式和中转换乘模式,以及长途客流出行广义费用和铁路企业运营效益。从客流广义出行费用最小和企业运营效益最大的角度构建目标函数,考虑起讫点要求、编组长度、输送能力等约束条件,建立长途客流输送方案优化模型,并通过引入平衡因子将其转化为单目标优化问题,设计了综合比选不同列车种类的直达模式、典型换乘站的换乘模式的求解方法。通过计算典型长途跨线OD的客流输送方案,表明高速列车具有显著优势,客流时间价值、消费层次构成和换乘费用对客流输送方案具有较大影响。     

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。     

基于需求的高速铁路服务网络设计框架

高速铁路服务网络是在物理网的基础上依据客流需求特征而构建的供旅客出行选择的连通网络,是编制旅客列车开行方案和列车运行图的基础。我国高速铁路网规模大、构成复杂。本文分析了高速铁路旅客出行需求特征,提出了服务网络设计框架,依据分治策略将其分为四个阶段:高速铁路客运节点等级划分、列车运行路径规划、列车停站方案设计、换乘接续关系设计,并对每个环节进行了具体设计分析。     

客运专线网络列车开行方案与运行图综合优化方法

基于旅客列车开行方案和运行图的铁路企业运营效益和旅客出行费用,以铁路企业效益最大化为优化目标,以车站整备能力、车辆总数和列车编组辆数等能力资源限制以及列车到发作业相容性为约束,建立旅客列车开行方案与运行图综合优化的双层规划模型;分别基于旅客列车开行方案和列车运行图的换乘网络进行客流分配,将旅客列车开行方案和列车运行图优化有效结合起来,设计了基于模拟退火的综合优化算法。算例分析表明列车开行方案与运行图的综合优化既能保证铁路企业的收益,又能够有效提高旅客换乘质量。     

华南地区高速铁路客运市场调查

通过对旅客发放问卷调查,分析以广州南站为中心的武广、广深港(广深段)高速铁路及广珠城际铁路旅客需求、客流构成和旅客经济状况、出行几率与目的、所选择购票与出行方式等特点,据此提出高速铁路、城际铁路客运市场营销策略,以期为旅客提供更便捷、更舒适的服务.     

铁路实名制验证检票系统设计与实现

铁路作为我国旅客出行最重要的交通工具之一,一直以来由于运能紧张,导致客流高峰期供需矛盾突出,倒票现象屡禁不止。为促进铁路售票公平、公正、公开,遏制车票倒买倒卖,为旅客提供人性化、多样化、便捷的购票服务,自2010年春运期间试行车票实名制至今,全路范围内实现旅客实名制购票,同时结合多种售票渠道和多种支付     

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。     

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。     

考虑退票情形的铁路多列车票额分配优化方法

票额分配是增加铁路企业收益和提高旅客服务水平的重要保障.在铁路售票过程中,旅客退票情况普遍存在,而票额又不能超额发售,这会造成列车上出现虚靡,并极大地影响着铁路收益以及旅客购票.为使票额分配更加符合实际情况,结合我国铁路现有售票策略和退票规则,提出一种考虑退票情形的铁路多列车票额分配优化方法.该方法考虑列车席位能力约束...     

铁路旅客乘车方案优化决策模型研究

研究铁路旅客乘车方案优化问题。首先分析了旅客乘车方案选择问题，给出径路约束条件，并通过定义顺序拆分径路及顺序属于运算符，使得该约束条件与旅客列车开行方案相关联，从而确定铁路旅客乘车方案的约束条件。以顺序拆分子集合个数为优化目标，建立最少换乘次数优化模型，并设计相应求解算法。同样以顺序拆分子集合为基础，结合旅客列车开行方案，对狭义最短乘车时间、最短换乘时间、广义最短乘车时间、最小乘车费用、最短乘车径路、最佳列车等级、最佳席别、最小购票困难度等目标进行分析，并考虑非线性矫正因素，分别得到其数学模型。通过8个平衡系数综合以上模型，最终建立旅客乘车综合优化数学模型。根据旅客列车开行方案构造有向网络，设计了相应算法，最后通过算例验证上述算法。     

复杂交路条件下的城市轨道交通客流分配研究

城市轨道交通客流分配的关键在于确定乘客的换乘方案,而乘客的换乘不仅受线网的影响,还受到各条线路运行交路的影响。以分析复杂运行交路对旅客换乘影响为基础,阐述根据轨道交通线网和运行交路构建乘客换乘网络的方法,利用该网络可直观地表达乘客的换乘情况,且网络中不含节点费用,方便了客流分配相关量的计算。在分析换乘网络弧的阻抗计算方法的基础上,建立城市轨道交通客流平衡分配模型,并对模型进行简要分析,最后通过实例求解,检验该客流分配方法的有效性。     

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。     

基于个性化需求的铁路最优换乘模型与应用研究

铁路旅客在出行方案选择中,往往由于始发终到站间没有直达列车而难以选择经济合理的换乘方案.基于旅客列车运行时刻表,考虑换乘中转的各种影响因素,根据旅客个性化需求设置相应的优先级,定义各类因素的加权和为"旅行广义时间函数",通过改造铁路客运实际换乘网络将旅客出行换乘方案抽象成最短路径问题,构造出一个简单明了的动态规划数学模型,设计相应的A*求解算法,通过计算机编程实现满足个性化需求的最优换乘方案.     

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。     

普铁和高速巴士竞争下旅客出行选择行为机理

为探析及定量化揭示高速巴士与普通铁路列车竞争下旅客出行选择行为机理,从购票、到站、中转换乘、出行和离站全过程视角科学地设计旅客出行选择行为实验,获取旅客出行活动的RP数据,解析旅客购票与出行特征、交通枢纽集散特征及运输方式服务质量感知水平;以普通铁路与高速巴士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,将高速巴士作为参考方式建立旅客乘车选择模型,研究普通铁路列车与高速巴士竞争下多维影响因素对旅客出行选择行为的作用机理与效应。研究结果表明:拥有小汽车、网络购票、到站时间、出行距离、舒适性和准时性对普通铁路列车和高速巴士竞争下旅客出行选择行为有较大影响,其中富有弹性的因素从大到小依次为准时性、舒适性和出行距离,弹性值相应为1.86,1.66和1.58。研究成果对于充实完善区域交通选择行为理论、揭示区域交通方式竞争机理具有一定的理论价值与实践意义。