基于收益管理的票额动态分配方案研究

为改善高铁客运收益,以票额限制和列车席位能力为约束条件,建立单列车多停站方案模型,选取关键节点数据更新客流需求,动态调整票额分配方案,采用粒子群算法对此非线性规划模型求解,按照实际运营数据进行算例分析,得到动态调整前后的票额分配方案满意解,对两种方案进行分析对比。结果表明,与不进行动态调整的方案相比,构建的模型在充分利用列车席位能力的前提下,可使铁路部门收益提高6.4%,更好地适应不断变化的旅客购票需求特点,为高速铁路票额分配方法提供优化。     

面向提升旅客出行效率的高速铁路列车停站方案优化

优化长距离高速铁路列车的停站方案,应平衡好提高大站间快车比例与增加中小站列车服务频率之间的关系. 基于减少列车中小站停站次数,增加相邻大站间站站停列车等策略,以旅客的列车停站时间损失和换乘等待时间损失总和最少为目标,建立列车停站方案优化的混合整数规划模型,并设计遗传算法求解. 对京广高铁现状列车停站方案进行优化,优化后的方案与实际方案相比：大站间快车数增加94.4%,增强了高铁竞争力;相邻大站间站站停列车和中小站列车频率至少为1 列/(3 h),提升了旅客换乘出行的便捷性;旅客时间损失减少40.08%,总体出行效率得到较大地提升.     

停站约束下多列车运力分配与定价联合决策模型

基于收益管理的思想将铁路货运市场分为合同市场和自由市场,针对铁路运输网 络中每个OD,合同市场的运力需求服从正态分布,自由市场的运力需求表现为价格的反应函 数并辅以随机变量来反映需求的波动性.同时考虑列车的停站约束条件,以列车的停站方案、2 个市场运力分配方案和自由市场的运价为决策变量,构建多列车运力分配和定价联合决策的 混合整数概率非线性规划模型,利用粒子群算法对模型求解,通过算例验证了模型和算法的 有效性.最后以双市场统一定价策略为对比方案,结果表明,本文所建立的模型可有效提高收 益,且自由市场需求波动越大,收益优化越显著.     

铁路旅客选择列车的随机机会约束目标规划模型

旅客乘坐铁路列车出行时,需选择列车车次,这与各次列车的情况和旅客的出行要求均相关. 分析旅客选择列车时的不确定因素和追求的多重目标,引入随机决策优化理论,在旅客对列车实际到达时刻、出行费用、购票成功概率、旅行舒适度等要求的约束下构建了选择列车的随机机会约束目标规划模型. 列车到站时的晚点时间与购票时的剩余票额是影响旅客选择列车的两个重要的不确定因素,且是随机变量. 根据其分布函数和旅客出行的相关要求将含有不确定约束的模型转化为确定模型,并用隐枚举法进行了算例求解. 结果表明,模型能够明确地给出旅客选择列车的合理建议.     

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旅客乘坐铁路列车出行时,需选择列车车次,这与各次列车的情况和旅客的出行要求均相关. 分析旅客选择列车时的不确定因素和追求的多重目标,引入随机决策优化理论,在旅客对列车实际到达时刻、出行费用、购票成功概率、旅行舒适度等要求的约束下构建了选择列车的随机机会约束目标规划模型. 列车到站时的晚点时间与购票时的剩余票额是影响旅客选择列车的两个重要的不确定因素,且是随机变量. 根据其分布函数和旅客出行的相关要求将含有不确定约束的模型转化为确定模型,并用隐枚举法进行了算例求解. 结果表明,模型能够明确地给出旅客选择列车的合理建议.     

基于最小到达间隔的高铁车站进路分配问题研究

在给定站型布局、列车停站方案的前提下,考虑列车密集到发时受前后列车停靠股道组合影响的到达追踪间隔,以及咽喉区进路与到发线的整体性,以单方向追踪列车到达间隔时间总和最小为优化目标,构建了高铁车站列车进路分配模型。模型采用Lingo全局求解器求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明:所求进路分配方案中,正线及接近正线的股道占用频次较高,进路冲突得到疏解,能够实现到达间隔总和最小;停站方案对到达间隔具有影响,当列车密集到发,供停站、不停站通过列车占用的股道数目不足3条时,受到发线安全使用间隔约束,列车到达间隔显著增大。     

高速列车停站优化问题的两阶段求解算法

为了提高高速列车停站优化问题的求解效率,以高速列车停站设置原则为基础,分析了影响列车停站的主要因素,从方便旅客出行及减少旅客出行广义费用两方面考虑,建立了列车停站方案综合优化模型.结合列车停站优化问题的特点,提出了包含初步优化和综合优化的两阶段优化算法,初步优化阶段采用基于先验知识的局部优化方法,可以快速有效的获得问题的较优解,综合优化阶段利用具有较强爬山能力的禁忌搜索算法进行全局优化.最后对某高速铁路高峰小时开行列车的停站优化问题进行求解.结果表明,两阶段优化算法比一般禁忌搜索算法效率提高约30%.     

城际铁路票额随机分配优化

票额分配是实现城际铁路效益最大化以及调整和优化列车开行方案的基本依据之一,同时也是适应城际客流需求的重要手段之一.在分析实际分配方法和确定式的整数分配票额模型难以适应域际客流需求的基础上,提出以实际客流情况为依据的弹性票额分配方法,将实际乘车客流量视为不确定因素即将其视为正态分布,建立随机整数规划模型并采取转化为确定性...     

城际客运专线列车开行方案模型与算法

单一城际客运专线开行方案优化问题本质上是一个给定客流O-D的最优列车停站组合方案问题。为了更好的满足城际旅客出行需要,将列车分为站站停列车、中途不停站直达列车、交错停站列车三类。以所有旅客的候车集结时间与中途停站时间之和最小为目标,满足车站的服务频率,所有客流均送至目的地等为约束条件,建立了城际列车开行方案优化模型。根据模型的约束是线性、目标函数非线性的特点,设计了求解该问题的混合遗传算法,仿真算例表明,算法的运行时间不超过300 s。     

基于三支决策的高铁列车停站决策研究

为适应客流量不断变化、提高铁路企业收益,需要不断调整列车运行图或调整既有列车停站。本文引入三支决策理论,针对增开列车停站决策受到多重因素制约的特点,将高铁列车停站决策分为"设置停站"、"进一步研究"、"不设停站"三个部分,基于贝叶斯决策过程求解出不同停站设置下的决策风险值,进而求得对应的决策阈值,最后根据决策规则得到不同先验概率对应的决策结果。本文以昌福线为实例验证了三支决策在高铁列车停站决策研究中的可行性。     

考虑旅客选择行为的高铁席位动态控制策略

利用基于选择行为的网络收益管理原理研究高铁席位动态控制策略.首先,针对多列车多停站的高铁网络建立考虑旅客选择行为的席位控制动态规划模型.然后,设计两阶段控制机制：第一,采用近似动态规划技术,对价值函数进行线性近似,设计策略迭代算法离线获得时间依赖的投标价格;第二,采用能够描述多种选择行为机理的马尔科夫链选择模型刻画旅客选择行为,将投标价格作为输入参数,在线运行品类优化算法获得实时控制策略.最后以京沪高铁为背景设计仿真实验,结果表明该机制在需求水平较低时能够明显改善收益,且保护长途票额.该机制不仅可获得实时动态控制策略,而且通用性好,还可利用历史数据进行参数学习与更新,实现更为精细地连续优化.     

高速铁路不同票价等级席位数量的优化分配研究

在高速铁路旅客运输淡季，通过对列车在整个运行区段内的票价进行折扣，来吸引有潜在出行行为的旅客来乘坐旅客列车，从而提高列车的上座率并增加铁路运输企业的收益。通过分析折扣率和客流增加量的关系，建立以运营收益最大化为目标，以折扣数和不同的折扣率为决策变量的优化模型。最后根据模型的特点给出模型的求解算法，通过对模型的求解得到最优的席位分配方案，并通过案例验证模型的科学性。     

客货共运下机场线列车运行计划与货运分配方案协同优化

机场线具备利用富余能力开展城市货运服务的潜力。针对机场线客货共运问题，基于客货共载和货运专列两种货物运输形式，以考虑仓储、装卸及列车运行成本的货运净收益最大为目标，构建列车运行计划与货运分配方案协同优化模型，综合决策货运专列的编组停站方案、时刻表和货单分配。为快速求解模型，设计一维搜索算法对货运专列开行数量进行寻优。通过允许货运专列编组为0，保证搜索过程目标值单调递增，并利用Gurobi求解给定货运专列开行数量下的子问题。基于某市机场线案例结果表明，在不影响客运服务前提下，本文方法选择性满足货运需求，增加运营收益。相较于站站停模式，优化列车停站方案可增加5.2%的净收益；相较于固定编组模式，灵活编组在不同货运量和时效要求下可增加5%~35%的净收益，且时效要求较高时，灵活编组优势较为明显。     

混合到达模式下市郊列车开行方案优化研究

针对市郊铁路服务长距离通勤客流的定位和客流到达分布不均的特征,提出在市郊铁路以公交化方式开行多种停站模式列车.将市郊客流按照到达分布的不同,分为均匀到达和非均匀到达两部分,使用混合分布刻画不同列车服务频率下的两类客流到站方式,并考虑停站多样化产生的企业附加成本,建立以乘客出行时间最少和企业运营成本最低为目标的市郊列车开行方案优化模型.结合市郊客流特点,分析列车开行方案与乘客选择间的动态影响关系,给出在市郊列车多停站、公交化运营时的混合客流分配方法;以该方法为迭代基础,设计了遗传求解算法.算例分析表明,与均匀到达模式相比,本模型给出的开行方案可有效降低出行时间和开行成本,具有更好的开行效益.     

基于旅客列车开行方案的客流分配方法研究

基于旅客列车开行方案的客流分配是评价列车开行方案编制质量的重要依据. 本文总结基于列车开行方案的客流分配特点,构建了基于列车开行方案的列车服务网. 通过分析旅客乘车选择行为,确定了网络阻抗的计算方法,配流过程中尽量减少短途客流对长途客流乘车选择的影响. 结合铁路旅客运输组织特点,建立了以旅客换乘次数限制、OD客流量限制、列车能力限制为约束条件的客流分配模型. 模型求解时,利用罚函数将多约束模型转化为标准的用户平衡模型,提出了能记录径路信息的基于F-W的改进算法. 案例验证了该方法的可行性和有效性.     

基于节点重要度的高速列车停站方案优化

通过构建节点重要度评价指标体系,实现高速铁路客运节点等级划分。以旅客损失时间最少、车辆空走距离最短、停站总次数最少为目标函数,再以不同等级节点服务频率、OD服务频率、客流量和单次列车停站次数为约束条件,构建高速铁路列车停站方案的多目标优化模型,运用线性加权组合法将该模型转化成单目标规划模型,并设计遗传算法求解。通过对武广高铁的实例研究表明,根据本文模型及算法得到的新停站方案在旅客旅行时间和运输效益方面优于既有方案。     

大城市客运铁路枢纽客流分配模型

不同时段内,不同区位的旅客会根据不同的接驳方式及城际列车班次进行城际出 行.只根据城际间的出行成本无法准确地刻画旅客的出行.在已知不同时段内城市间各分区 OD客流、城际列车时刻表和铁路枢纽布局的前提下,构建城市内接驳交通网络;利用多项 Logit 模型,建立各个交通分区到铁路车站的接驳子模型;进而利用列车时刻表得到城际出行 成本,并考虑列车拥挤造成的成本增加,根据总成本最小原则及接驳子模型,构建分时段的铁 路枢纽客流分配模型.通过改进的MSA算法进行求解,得到各时段内各交通分区到铁路车站、 以及铁路车站之间的客流量.最后通过算例,对方法的可行性及有效性进行了验证.     

基于客流需求的城际列车时刻表模型改进研究

列车时刻表的编制是铁路旅客运输组织的关键问题,如何优化时刻表,最大限度缩短旅客的旅行时间,具有重要的理论和现实意义.然而,既有基于客流需求的时刻表优化模型大多数假设列车顺序固定或不允许列车间任意越行,离实际尚有一定差距.针对这一问题,本文以最小化旅客在站等待时间和在车旅行时间的线性加权为优化目标,综合考虑列车停站、区间运行、安全间隔、列车容纳能力等约束,在定序无越行和定序有限越行模型的基础上,构建了更一般的非定序任意越行混合整数二次规划模型,并利用ILOG CPLEX分别进行求解.最后,以某城际高铁为例进行案例研究.结果表明,本文所提的非定序任意越行模型求解质量最好,且能有效减少旅客全程旅行时间,具有可行性.     

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以我国某条高铁线路上运行的CRH-3型动车组为例,采用计算机辅助模拟的方法,定量分析单位旅客运输列车牵引能耗（单耗）与列车最高目标速度、停站间距、座位公里利用率之间的关系. 研究发现：由于列车最高目标速度提高而产生的单耗增加的幅度远高于列车最高目标速度的提高幅度;在最高目标速度一定的条件下,列车的单耗随列车停站间距的缩短而增大,且该趋势随列车最高目标速度的增大而越发明显;当列车的座位公里利用率小于50%时,单耗随座位公里利用率的增大而明显降低. 基于分析结论,本文最后提出了旨在降低我国高铁列车牵引能耗的若干技术性建议.     

基于旅客列车开行及停站方案的客流分配

客流分配是评价旅客列车开行方案的一个重要方面。通过分析旅客对列车选择行为的影响因素,旅客根据自己的意愿选择出行方案,考虑旅客乘坐列车的消费水平及拥挤费用,消费层次较高的旅客选择费用较高、旅行时间较短的乘车方案,消费层级较低的旅客选择费用较小的乘车方案,最终每个路段上的客流达到一个平衡状态。通过构造基于开行方案及停站方案的换乘网络,根据路段路径阻抗,利用梯度映射法进行求解该网络的客流分配模型,最终获得各OD对之间的多条出行路径方案。