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。     

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。     

基于铁路部门风险决策的高速铁路票额优化分配

针对票额分配中客流需求不确定性问题,通过分析铁路部门的风险决策态度,引入随机变量α的乐观值定量描述铁路部门的风险决策态度。基于客流需求的不确定性及铁路部门风险决策,以铁路部门收益最大化为目标,构建不确定需求的高速铁路多列车票额分配随机机会约束规划模型,利用不确定性理论的相关知识将其转化为等价类的确定性线性整数规划模型,并利用Lingo 12.0优化软件对模型进行求解,得到列车票额分配方案。以京沪高铁列车为例验证了铁路部门风险决策态度对票额分配的影响。结果显示,所构建模型为不确定性需求下的高速铁路多列车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.     

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。     

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%。     

高速铁路嵌套式票额分配方法研究

目前,高速铁路大多数列车的票额自预售之日起全程共用,实行旅客"先到先得"的原则。由于运输需求局部紧张,"先到先得"的售票原则会导致因短途旅客先购票,后到的长途旅客购不到票,造成铁路能力的浪费和收益的损失。本文针对该问题,提出"嵌套式"票额分配模型,通过"套用"短途OD的票额来保护长途OD的需求,设计蚁群算法对该模型求解。通过算例对模型和算法进行了验证,算例结果表明模型和算法是可行的。     

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。     

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。     

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。     

基于旅客分类的高速铁路平行车次动态定价研究

针对目前单一票价下,同一高速铁路线路同一OD间,两列列车上座率不均衡的情况,根据列车之间的相互替代性,在分析旅客时间敏感性、价格敏感性及出发时段偏好的基础上,对旅客进行细分,并利用旅客的心理价位来刻画价格敏感性。以两列列车整体期望收益最大为目标,建立离散时间的动态规划联合定价模型。通过算例分析两列车之间最优定价与预售时间、剩余席位之间的关系,并通过购票仿真研究不同需求下两列车动态定价决策,为高速铁路多列车动态定价提供理论依据。     

基于收益管理的高铁动态定价方法

以高速铁路市场化定价为背景,提出高速铁路动态定价模型。根据列车停站方案的差异,以列车旅行时间进行列车分级;通过分析高铁沿线各点对之间的历史客流出行信息,从旅客出行的价格敏感性和时间敏感性角度出发对旅客进行分类,并根据历史售票数据得出不同类型旅客所占比例;在此基础上,以客票总收益最大化为目标,考虑票价上下限、列车能力和票价不到倒等约束,建立基于收益管理的高速铁路动态票价优化模型,并根据模型特征设计启发式求解方法。最后以京沪高铁为例,利用所提出的方法进行优化计算和分析,证明在不增加运力的前提下,考虑收益管理的高铁动态定价方法,可以有效提高客票收益。     

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。     

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.     

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。     

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。     

旅客列车票额自动分配系统的开发与应用

从我国列车票额分配系统的现状出发,分析现有票额分配系统存在的不足,提出适合北京铁路局特点的票额分配系统的新构思,重点解决了票额分配系统中票额自动分配和运能指标计算问题,并详述了整个系统开发过程中遇到的实际问题及解决方法.     

考虑旅客出行选择的高速铁路差别定价

针对同一OD间列车在运行时间、发车时段上的差异性,在综合考虑旅客对同一OD间不同高速铁路客运产品选择行为的基础上,以铁路部门为上层决策者,旅客为下层决策者,构建以铁路客运收益最大化、旅客广义出行费用最小化为目标的高速铁路差别定价双层规划模型,并基于灵敏度分析设计启发式求解算法.以北京—西安的高速铁路列车为对象进行实例分...     

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...     

高速铁路车站列车进路分配方案的优化与调整

考虑高速铁路车站咽喉区和到发线的相互制约关系,以及车站接发各种类型列车的作业过程与列车进路的关系,结合道岔分组的方法,建立咽喉区和到发线一体化运用的列车进路分配方案优化模型。在此基础上,考虑列车晚点的情况,以车站作业过程占用车站设备的不均衡性最小和列车进站延误时间最短为目标,建立后续列车进路分配方案的动态调整模型。2个模型均采用运筹学软件LINGO中内置的分支定界算法求解。通过算例验证模型的合理性和求解方法的可行性。结果表明:当列车按照图定时刻正点运行时,采用优化模型得到的列车进路分配方案可以保证列车按照图定时刻进出站;当某列车晚点时,该列车的进路可能与后续列车的进路有交叉干扰,此时则应采用动态调整模型对后续列车的进路分配方案进行调整,在后续列车允许有延误时间的约束下,生成新的后续列车进路分配方案,有效保证列车进路的畅通,并使车站设备运用的均衡性更优。