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。     

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。     

考虑售票策略的高速铁路客流分配方法

高速铁路客流分配过程的本质是旅客购票过程,影响旅客购票过程的主要因素包括铁路售票策略和旅客购票时序。本文将铁路售票策略和旅客购票时序嵌入到客流分配过程中,设计了针对不同售票策略的换乘网络,根据不同OD行程的购票特征构造购票强度函数;利用若干最小费用换乘方案构建屋顶模型,将时变需求的连续出行时间离散化,获得每一个最小费用方案的离散出行客流量,设计了考虑售票策略的高速铁路客流分配方法。通过对京广深高速铁路客流分配实例分析表明,客流分配结果与旅客实际购票过程相吻合,运算时间短,证实了配流方法的有效性,具有解决大规模高速铁路网络客流分配能力,为列车运行图和售票策略提供评价手段。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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%。     

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...     

考虑旅客需求的停站方案与列车运行图一体化模型与算法

考虑高速铁路旅客出行的时空敏感性较高的特点,将旅客运输状态引入运输时空网络,构建三维的时间-空间-状态网络,提出基于旅客需求的停站方案与列车运行图综合优化0-1整数规划模型,实现旅客分配、停站方案与列车运行图编制的一体化。设计拉格朗日松弛求解算法,将复杂的列车间强耦合问题分解为单列车的最短路径子问题集合,从而降低模型求解难度。以京沪高铁北京南-曲阜东区段为背景进行验证和分析,结果表明模型不仅实现了较低的运营成本,还能够有效满足旅客需求,实现客流分配、停站方案与列车运行图编制的有机联动。     

考虑旅客出行满意度的高铁列车开行方案优化

高速铁路列车开行方案的优化应同时考虑旅客满意度和高铁运营企业的经济效益.分析影响旅客满意度的2个主要指标:出行时段方便度和旅客舒适度,并提出量化的方法,以此构造旅客出行满意度函数.在此基础上,建立一个混合整数双层规划模型,用来描述高铁运营企业与旅客的选择博弈过程.其中,上层规划是一个以企业运营成本最小为目标的整数规划模型;下层规划是基于用户平衡准则的客流分配模型.根据模型特点设计了嵌套Frank-Wolfe方法的启发式算法,并通过算例进行了仿真实验和数据分析,证明了模型和算法的有效性和实用性.     

高速铁路跨线旅客列车开行 方案优化研究

针对高速铁路跨线旅客列车开行方案展开优化研究。从旅客和铁路部门2个角度出发,以旅客出行总支出最小和铁路部门运营成本最小作为目标函数,以客流守恒定律、区间通过能力、上座率和客流需求作为约束条件,建立高速铁路跨线列车开行方案的多目标规划模型,设计该模型的遗传算法,利用MATLAB实现算法编程求解。考虑分担率变化对开行方案的影响,结合算例分别得到传统广义成本效用函数与高铁发展趋势下跨线列车开行方案的较优解,同时验证了模型和算法的有效性。     

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.     

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。     

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。     

基于深度强化学习DDDQN的高速列车智能调度调整方法

在高速铁路系统的日常运营中,列车经常受到各种突发事件的干扰而导致晚点,严重影响旅客出行体验。为在短时间内制定出列车运行调整方案并尽可能缩短列车晚点时间,提出一种将深度强化学习与整数规划模型相结合的列车智能调度调整方法(DDDQN)。首先,将线路划分为多个轨道区段相连接的形式,并基于车间作业调度问题,以最小化所有列车总晚点时间为目标,构建描述列车运行过程的整数规划模型。之后,将各列车视为智能体,根据实际运营需求定义了多智能体的状态、动作以及回报函数,并构造了2个深度神经网络以近似值函数。最后,结合上述整数规划模型设计了DDDQN的训练方法,先利用智能体在仿真环境中探索求出问题可行解,并通过2个神经网络之间的“互馈”机制,实现神经网络参数的更新。在此基础上求解整数规划模型,即可在短时间内得到问题最优解。利用京张高铁实际线路数据和运营数据进行仿真实验,通过比较3种不同求解方法在10个不同突发事件场景下得到的列车总晚点时间和求解时间,验证了所提出的DDDQN模型可以在短时间内得到问题的最优解,可降低至多30.43%的列车晚点时间以及至多68.33%的求解时间。DDDQN为提升高速铁路系统在突发...     

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。