第34卷增刊 2000年
上海交通大学学报
JOU R N AL O F SHA N GHA I JIA OT ON G U NI VER SIT Y
Vol.34S up.
2000
文章编号:1006-2467(2000)S 1-011-04
铁路旅客列车开行方案决策模型
周立新
(上海铁道大学运输管理工程系,上海200331)
摘 要:在分析传统运输模型不足的基础上,综合考虑旅行时间、旅行费用、旅行方便与舒适多因素对市场细分的影响,以及运输能力使用与需求转移的影响,构造了一个旅客列车开行方案决策模型.其应用分两步进行:通过预测客运需求和各类客流特征(如平均收入水平),确定不同旅客列车需求量的概率分布;用NLP 模型求解各类旅客列车开行方案(列数).模型中参数定性分析表明,不同种类旅客列车间速度、票价以及旅客特征之间比值变化对铁路客运量增减及分布有着较大影响.关键词:旅客列车;客运需求;决策模型中图分类号:U 292.91 文献标识码:A
Decision Model of Railway Passenger Trains Plan
ZH OU L i -x in
Dept .of T ransportation Management Eng .,Shanghai Tiedao Univ .,Shang hai 200331,China Abstract :After analyzing the disadvantages of co nv entio nal tr ansport model,a new m ath m odel(N LP)for decision of passenger trains operating plan was put fo rw ard ,w hich includes the influence of transpo rt re-source utility and the passeng er dem and chang e affected by train travel time and cost as w ell as comfort and accessibility.T her e are two m ain steps fo r g etting the solution of the m odel.First,the probability distri-bution of differ ent level trains was calculated thr oug h the forecast of all kinds passeng er demand and their characteristics (e .g .average income per capita ).T hen ,the model was applied to decide operating plan for different trains.At last,accor ding to qualitative analysis of so me factors included in the mo del,the ratio s of travel speeds,cost betw een different trains and chang e of passenger characteristics will make effects co nsiderably on the railw ay passeng er vo lum e and its distribution .Key words :passenger tr ain ;passeng er demand ;decision mo del
收稿日期:1999-12-28
作者简介:周立新(1958～),男,副教授.
进入90年代以来,在公路和民航异军突起的竞争下,铁路已退出了客运“老大”的地位.已启动的铁路客运发展战略,以铁路旅客列车全面提速为先导,以增开“双优”列车为手段,增加铁路经营的效益,增强铁路可持续发展的实力.然而,不同阶层的旅客(如公务员、商人、公司职员、学生、工人、农民等)对交通消费有不同的理念与需求,一味地通过提高列车等级、改善旅行环境,在某个时期不一定能达到预期目的,措施不当可能会事与愿违.如在全路旅客列
车上档次的高潮中,上海铁路局蚌埠铁路分局辖内“绿皮”低等级旅客列车却常常成为“抢手产品”.其最主要的原因是该分局的旅客构成中,农民(或称民工流)约占50%.因此,建立一个考虑市场客运需求成分影响的旅客列车开行方案决策模型,对实现旅客列车开行方案决策科学化具有重要意义.
1 传统模型分析
1.1 传统模型
设某铁路客运站的客流成分按职业或阶层大致划分为m 类,计划开行的旅客列车品种有n 种.传
统的运输模型[1]
是用线性规划方法来确定各种列车开行数量.按目标函数不同,有两种模型.
(1)以最小的运营成本支出完成旅客运输任务(LP1):
min f (X )=
∑n
j =1
c
j
x j
s.t.
∑n
j =1
a
ij
x j ≥b j
x j ≥0(整数)
其中:x j 为第j 种旅客列车日开行列数(列/d);c j 为第j 种旅客列车的平均运营成本(万元/(列?次));a ij 为第j 种旅客列车上第i 类旅客人数(人/列);b i 为第i 类旅客的铁路客运发送量(人/d )(i =1,2,…,m ).
(2)铁路争取最大运输效益(LP2):
max f (X )=
∑n
j =1
( j
-c j )x j s.t.
∑n
j =1
a
ij
x j ≥b j
x j ≥0(整数)
其中: j 为第j 种旅客列车的平均客票收入(万元/(列?次)).
1.2 传统模型缺陷分析
(1)列车产品的不可完全替代性.模型LP 1、LP2都假定每一种旅客列车对旅客可实现相同的运送功能,即可以相互替代.然而客运需求市场上旅客是多样化的,缺少相对应的旅客列车品种,这类需求就存在转移的问题,不可能完全流向其他档次旅客列车.
(2)模型LP1、LP2仍属以企业内部生产管理为目标的模型.这种“以我为主”未考虑市场需求影响的经营策略,不可能是最优策略,甚至会导致部分旅客列车能力过度虚糜,而经营亏损.
(3)传统模型的约束条件中旅客在不同档次列车中的客流分布a ij 是一个重要参数.在传统模型中设定为常数项.实际上a ij 受不同列车品种间客票价格比、旅行时间比,服务的方便与舒适程度和不同种类旅客收入水平差距(反映选择出行旅客列车心理与经济承受能力)等多种因素交叉影响.它应是一个概率值.
因此,传统模型不适应新的运输市场条件下旅客列车开行方案决策的要求.
2 NLP 模型提出
2.1 模型的建立
在通有铁路的城镇(车站),开办客运业务会诱发当地的铁路旅客运输需求.这种需求能否形成客运量与旅客列车开行的数量、种类(品种)、去向和运行时刻有关.旅客选择出行交通工具无外乎从安全性、旅行费用、旅行时间和购票、乘车方便性和舒适
性方面考虑[2]
.对于一定起讫点的客运需求来说,如果将各类旅客列车视作为“出行交通工具”,不同类别的旅客对旅客列车的选择,可类比为对交通工具的选择.铁路旅客列车之间,安全性与方便性相差无几,而舒适性已由车票价格高低予以体现.因此,影响旅客选择列车的最主要因素是旅客旅行时间和票价.综合这两个因素,对于某起讫点的客运需求,可构造一个旅客列车选择的效用函数:
U ij =-t j +p j
i F
i
(1)
式中:U ij 为第i 类旅客选择第j 种旅客列车的效用
函数,其值越小,该列车被选中可能性也越小;t j 为该起讫点间第j 种旅客列车的运行时间(h ); i 为第i 类旅客的时间价值系数,取决于旅客的收入水平和对时间价值的认识;p j 为该起讫点间第j 类旅客列车的票价(元/(人?次));F i 为第i 种旅客平均小时收入率(元/(h ?人)).
由于对各种旅客列车的选择是相互独立的,按照离散运输需求的分析方法,在市场竞争的条件下,第i 种旅客选择第j 类旅客列车的概率a ij 可借用Log it 模型计算[3]:
a ij =exp U ij /∑J ∈n
ex p U ij i =1,2,…,m (2)
对于不同类别的客运需求b i (i =1,2,…,m ),由式(2)可以得到第i 类旅客在第j 类旅客列车的概率分布y ij =a ij b i .从而第j 类旅客列车的概率需求量y j =
∑m
i =1y ij (j =
1,2,…,n ).
客运需求能否转化为运量取决于旅客列车开行方案.一般而言,在额定列车载客量的条件下,列车满员率越高,旅客对能否有坐(卧)席乘车把握越小,其结果旅客对该列车的选择造成一定负面影响.对于市场潜在的客运需求,应确定一个合适的旅客列车开行方案,既能满足不同层次旅客出行的需求,又实现最大的运输效益.设完全满足y j 相对应的第j 类旅客列车需要开行数量为x 0
j (列),若客运站开行能力X N 总体上可以满足旅客出行要求,即:X N ≥
∑n
j =1x 0j ,则随旅客列车开行数量x j (x j ≤x 0
j )的减少
(列车满员率上升),对客运需求转移影响可用下式计算,即
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第34卷
g j (x j , j )=y j 1- j (x 0
j -x j )
x j
=
y j
x j (1+ j )- j x 0
j x j
(3)
式中: j 为第j 类列车相对列车满员率变化的运量衰减系数;g j (x j , j )为考虑客运需求转移影响的第j 类列车客运量.
相应的旅客列车开行方案决策模型NLP 为
max f (X )=
∑n
j =1g j
(x j
, j
)p
j
×10
-4
-c j x j =
∑
n
j =1
y j (1+ j )p j ×10
-4
-
c j x j -y j j x 0
j p j ×10
-4
x j
s.t.x 0
j ≥x j ≥x
j ,x
j ≥0(整数)
j =1,2,…,n
式中:x
j 为在列车满载条件下,满足y j 需要开行旅客列车数量(列).
模型NLP 最优解X *=(x *
1,x *
2,…,x *
n )T 即成为考虑市场一定客运需求结构和可能变化的列车开行最优对策.
该模型的应用分两步进行:在预测的客运总体需求基础上,先由式(2)确定不同旅客列车需求的概率分布量;然后用NLP 模型,求解各类旅客列车开行方案(列车数量).2.2 NLP 模型求解
NLP 模型是一个非线性规划模型.为求解方便,将其转化为求极小值的标准模式(NLP ′).设
A j =y j (1+ j )p j ×10-4
B j =y j j x 0
j
p j ×10
-4
则NLP ′模型为
min Z (X )=
∑n
j =1
(B j
/x
j
+c j x j -A j )
s.t.x 0j
≥x j ≥x j
(整数)可以证明,对于任意两组可行解X (2)
≥X
(1)
>0,恒
有Z (X
(2)
)=Z (X
(1)
)+Z ′(X
(1)
)T
(X
(2)
-X (1)
)
因此,NLP ′模型是一个凸规划,可以应用线性规划逼近的方法求解该非线性规划[4]
.具体步骤如下:
(1)确定允许误差 >0和初始解X (0)∈R (可行域),令K =0;
(2)在原有的约束条件下求线性规划
min Z ′(X (K ))T X (K )的最优解X -(0)
∈R ;
(3)检验收敛性:
Z ′(X (K ))T (X -(K )-X (K )) ≤
如满足,则停止迭代;否则,令
X (K +1)= k X (K )+(1- k )(X
-(K )-X (K ))K =K +1
转(2).
3 模型应用分析
3.1 效用函数对客流分布的影响
按Logit 模型,不同列车间的效用值的差异将直接影响客运需求市场的细分.式(1)纳入了4个影响效用值主要因素:旅行时间、旅行费用、人均收入以及时间价值系数.对于一定(i 类)的旅客出行需求,任意两种(如高档和低档)不同旅客列车之间受因素X 影响的需求概率p 分布状况如图1所示.p i 1和p i 2分别代表受第i 个因素影响的旅客出行需求概率曲线.通过单因素分析法,可知不同因素变化对需求分布的影响程度和效果是不一样的(见表1).
图1 需求概率示意图
Fig.1 Demand pr obability dist ribution
表1 效用函数影响因素分析表
Tab .1 Analysis of factors in the utility f unction
类 别
因素变化值域
旅客列车需求
分布变化趋势
高档列车
低档列车旅行时间差>X th 增大减小 减小增大旅行票价差 >X th 减小增大 增大减小旅客时间价值系数值 >X th 增大减小 减小增大旅客平均收入水平 >X th 增大减小 减小 增大 相同的票价差情况下,高低档旅客列车速度差拉大(时间差增大),旅客倾向于选择高档旅客列车.因此高档旅客列车开行的重要前提,必须使旅客列 车速度有一定幅度提高;如果速度差未动,票价差增大,旅客有向低档旅客列车流动的可能.这意味着, 13 增刊 周立新:铁路旅客列车开行方案决策模型 高档列车票价上调要慎重;只有人们平均收入水平较大幅度提高后,人们对时间的价值观念才会增强.当然也更乐于乘坐速度快、舒适度好的旅客列车,而不在乎票价差异.这就需要铁路客运部门在充分掌握旅客成份变化基础上,适时推出新的旅客列车品种,切不可盲目行事. 3.2 运量衰减系数问题 铁路客运需求能否完全转化为铁路客运量,取决于旅客能否在特定的时间内到达确定的地点.在多头竞争的客运市场中,铁路客运需求具有双重性.其一是在时间与空间上具有较稳定的需求——刚性需求,如春运民工流、探亲流、寒暑假学生流、节假日旅游流.一般来说这类旅客会以铁路列车开行计划来安排自己的出行;其二是在时间与空间上变化较大或游离在公路、铁路、航空之间的需求——柔性需求.这类需求出行的随机性较大,铁路因列车集成化运输的特点,不可能完全满足这类需求的要求.本文提出的需求衰减系数以旅客列车满员程度为依据.实际上,旅客列车出发时刻、班次安排等其他因素也对铁路客运量的吸引与转移产生一定影响,其中也包括可能从其他交通工具方式吸引到铁路来的客流.较为准确地把握旅客列车开行方案对客运需求的影响,需要通过进行大量市场调查与数据分析. 3.3 铁路客运站通过能力对模型的影响 NLP模型假定X N总体上可满足旅客出行要求,即在X N≥∑n j=1x0j基础上建立的.因为模型的最优解必然有X N≥∑n j=1x0j≥∑n j=1x*j,故能力这一约束不起作用.若某地铁路客运需求超过X N供给,则应在NLP模型约束条件中添加∑n j=1x0j≤X N. 总之,旅客列车开行方案涉及方方面面许多因素.尤其在当前客运市场多变情况下,追求客运效益的旅客列车开行方案决策的难度增大.NLP模型既可用于某个客运站的旅客列车开行方案设计,也可用于某个区域(如铁路分局)的列车开行方案的规划.只要改变铁路客运经营观念,重视对市场营销信息的收集、积累与分析,合理确定模型中各参数值,就能达到铁路客运组织科学、合理、有效的目标,从而真正发挥铁路在全国客运工作中的骨干作用. 参考文献: [1] 谷长森,王德惠,刘而震,等.铁路实用系统工程[M]. 北京:中国铁道出版社,1994. [2] 周立新,金祖德.铁路既有繁忙干线提速对策研究[J]. 铁道运输与经济,1997,19(11):22～23 [3] Susan Hanson.T he g eog r aphy of ur ban tr anspo rta tio n [M].N ew Y or k:G uilfo rd Pr ess,1986. [4] 欧阳崇林.实用最优化技术[M].武汉:湖北科学技术 出版社,1986. 14 上 海 交 通 大 学 学 报第34卷 高速铁路旅客列车开行方案大纲 第一章绪论(第五周写完，第六周周一交) 1.1选题背景 1.2选题意义 1.3国内外高速铁路开行方案研究现状 1.3.1国内高速铁路开行方案研究现状 1.3.2国外高速铁路开行方案研究现状 1.4 论文的主要研究内容和思路 1.4.1 论文的主要研究内容 1.4.2 论文的主要研究思路 第二章国外高速铁路开行方案优缺点分析（第六周写完，第七周周一交） 2.1 德国高速铁路开行方案分析 2.2 法国高速铁路开行方案分析 2.3 日本高速铁路开行方案分析 2.4 各国开行方案优缺点总结 第三章高速铁路旅客列车开行方案影响因素分析（第七周写完，第八周周一交）3.1 旅客列车开行方案的定义 3.2 旅客列车开行方案的设计原则 3.3 旅客列车开行方案影响因素分析 3.3.1 高速铁路运输组织模式 3.3.2 高速铁路客流量 3.3.3高速铁路旅客出行费用 3.3.4 高速铁路点线能力和列车编成 3.3.5 铁路部门收益 第四章开行方案模型的建立（第八周写完，第九周周一交） 4.1旅客列车开行方案相关条件假设 4.2旅客列车类型的确定 4.3旅客列车开行数量的确定 4.4 停站方案的确定 第五章算法分析（第九周写完，第十周周一交） 5.1 路网结构图的构造与简化 5.2 旅客列车开行方案模型的简化 5.3 旅客列车开行方案的求解 5.4 计算机编程算法分析 总结（余下部分，第十周写完，第十一周周一交） 致谢 参考文献 附录 5.4最新最完整的论文,翻译的论文和原版的论文,日志和指导记要,自查表,PPT(5-10分钟)题目,姓名,指导老师,(5分钟内容，大纲为主，10张PPT左右)28正文，32标题（字号） 北交《铁路行车组织》在线作业一 一、单选题（共 15 道试题，共 30 分。） 1. 货场出车安排要求按照每一条列车运行线规定编挂的车流确定出车时、内容和数量。货场出车安排有下述方法描述中错误的是（） . 卸大于装的车站，要求整列排空时，应首先按数量安排整列排空出车 . 不分阶段，不分内容出车 . 按阶段定时、定内容出车 . 按指定作业列车的要求出车 正确答案： 2. 铁路运输调度不同部门不同任务，下列任务中，是技术调度站的主要职责的是（） . 组织铁路局管内各运输生产单位密切配合 . 负责编制和下达铁路局调度日工作 . 负责组织和监控列车运行，掌握重点列车 . 及时收集到达列车预确报，掌握车流变化 正确答案： 3. 编组站出发场到发线通过能力计算方法中，代发时间的影响因素不包括（） . 列车出发间隔 . 列车到达间隔 . 列车运行线的比率 . 牵出线调机或出发场输入通道的负荷 正确答案： 4. 计算车站通过能力的方法不包括（） . 分析计算法 . 列表打分法 . 图解计算法 . 计算机模拟法 正确答案： 5. 牵出线是借机车动力进行调车作业的一种调车设备，下列关于牵出线说法正确的是（）. 牵出线通常设于车站货场或技术站调车场的一侧 . 牵出线一般设置坡度 . 牵出线调出属于平面调车范畴 . 牵出线的作业方法是推送法 正确答案： 6. 下列不是动车组运用方式的是（） . 固定运行区段的运用方式 . 固定加不固定的运用方式 . 不固定运行区段的运用方式 . 半固定运行区段的运用方式 正确答案： 7. 列车在中间站的停站时间是列车运行图要素之一，列车在中间站的停站时间产生原因不包括（） . 进行必要的技术作业 . 客货运作业 . 中途延误 第五章优化旅客列车编组结构及开行方案在竞争激烈的客运市场上，随着技术的日新月异，旅客的需求是在不断变化的。近几年我国经济正在迅速发展，人们的生活和工作节奏加快，对于铁路客运产品在快速、舒适、便捷等方面的要求有很大提高。为此，要求铁路运输企业必须强化市场意识，以旅客现在的需求和未来可能的需求为依据，发挥自身的技术优势，调整现有客运产品的结构，从方便旅客、满足旅客需求出发，按客流变化的规律，开行不同种类、不同编组的列车，为旅客提供安全、快速、舒适的旅行条件和多种客运产品。使铁路客运产品多样化的一个重要手段便是优化旅客列车的编组结构和开行方案。 第一节优化旅客列车的编组结构 旅客列车的编组是由旅客乘坐的车辆及非旅客乘坐的服务性车辆组成的。旅客乘坐的车辆包括硬座车、软座车、硬卧车、软卧车；服务性的车辆包括餐车、行李车、邮政车以及用于长途旅客列车包乘组休息而编挂的宿营车。 旅客列车编组中车辆的类型及数量要根据客流量的大小、客流的构成、列车全程运行时间等因素来确定。要充分利用铁路运输能力，提高运输效率和经济效益，就必须合理编组列车。短途客流量时段分布相对分散，在途旅行时间较短，短途旅客列车应尽量采用小编组。中、长途旅客列车由于行车密度相对较小，应适当增加编组。同时。还可以按淡季、旺季客流量的不同制定出季节性的旅客列车编组方案。 我国长途旅客列车的编组基本上是七车式，即由硬座车、硬卧车、软卧车、宿营车、餐车、行李车、邮政车组成。短途旅客列车的编组以四车式为主，一般挂有硬座车、餐车、行李车、邮政车。根据运输市场需求的变化，可对这种固定编组的方法进行适当的调整。 一、调整列车编组内容 1.减挂餐车 在过去的列车编组中，餐车是长途旅客列车的主要组成部分，它为旅客和列车乘务员的就餐提供了方便。随着列车运行速度的不断提高，很多列车尤其是“夕发朝至”列车，全程运行时间不在供餐时间内，或途中只有一次供餐。例如，2006执行的运行图中，某趟列车晚上21∶15从配属站出发，次日10∶54到达折返站；返程16∶50从折返站出发，次日6∶12回到配属站。该趟列车往程只需供一次早餐，返程只需供一次晚餐。在类似这样的列车上编挂餐车，既浪费了运输能力，又无法取得理想的餐车经营效益。这些列车完全可以甩掉餐车，推广袋装、盒装食品和用快餐供应解决旅客用餐问题。 对于运行时间较长、途中需多次供餐的列车，如果其运行在运能远不能满足运量需求的区段，也可以根据列车运行时间，指定一些大站作为快餐定点供应处，改车上供餐为站上供餐，从而减挂餐车，换挂硬座车或硬卧车，提高了紧张区段的运输能力。 2.调整座、卧车的比例 中、短途旅客列车以挂座车为主，不挂或少挂卧车；长途旅客列车，可适当多挂卧车或开行全列卧铺列车。白天运行的城际旅客列车，可整列编组座车，并根据客流层次的需要加挂一定数量的软座车。夜间运行的旅客列车，也可根据运输市场需求整列编挂卧席车。 3.调整行李车的编挂数量及开行行包专列 根据市场调查的结果，运输距离在200 km以内的行包运量很小，大部分短途行包均由公路运输了，因此，短途旅客列车上可以不挂行李车。 反之，对于行包运输能力紧张的线路方向，还可以增加行李车的编组辆数或者开行行包专列。凡有稳定、大宗行包货源的车站，运量达每日开行一列，每列不少于300 t时，均可 给定一条有A 、B 、C 、D 、E 、F 六个车站的高速铁路线路，编制其列车开行方案。已知条件如下： （1） 表1为单向客流OD 斜表，其中“G ”等级列车的客流比例为80%，“D ”等 级列车的客流比例为20%，图1为各区段客流密度图； （2） 将A -D 、A -F 区段定为列车的开行区段； （3） 设定几种可选的列车停站模式，如图2所示； （4） 列车定员为1000人； （5） 列车开行方案编制的原则参照课堂案例。 要求：编制该条高铁线路的列车开行方案（详细写出编制过程），并计算分析： （1） A-F 各区段客流密度及列车输送能力对比； （2） A-F 各区段各列车的上座率； （3） A-F 区段各OD 间列车直达服务频率。 表1A -F 方向客流OD 斜表（人/h ） 合计 A 600 300 1000 200 1100 3200 B 0 200 250 150 200 800 C 0 300 150 350 800 D 0 100 200 300 E 600 600 合计 600 500 1550 600 2450 5700 A B C D E F 图1A -F 方向各区段客流密度图 A B C D E F G 1D 1G 2G 3D 2 G 4图2A -F 方向列车停站模式示意图 参考答案： 计算由“G ”字头列车承担的客流OD 斜表。 表2A -F 方向由“G ”字头列车承担的客流OD 斜表（人/h ） B C D E F 合计 A 480 240 800 160 880 2560 B D 0 0 0 80 160 240 E 480 480 合计 480 400 1240 480 1960 4560 (1) 根据编制原则，首先开行G 1模式列车。G 1列车能承担的客流中， 客流密度最小的区段为D-F ，有1040（人）。 D-F 间1040 =1.0411000 1G N = ≈（列） G 1列车可以承担的客流见表3，客流按表中从左到右的顺序进行分配。 表3G 1列车承担OD 客流表（人/h ） 客流区段 A -F A -D D -F 客流量 880 120 120 更新客流斜表： B C D E F 合计 A 800（880 C 0 (2) 考虑开行G 2模式列车。至此，A 、B 、D 、E 、F 站之间客流密度最小的区段为D -E ，有560（人）。 560 =0.5611000 2G N = ≈（列） G 2列车可以承担的客流见表4，客流按表中从左到右的顺序进行分配。 表4G 2列车承担OD 客流表（人/h ） 客流区段 A -E B -F A -D D -F A-B D-E E-F 客流量 160 160 680 40 160 80 480 更新客流斜表： B C D E F 合计 《城市轨道交通运营管理》 课程作业 2017年5月12日 1.城市轨道交通运输计划的主要内容。 答：城市轨道交通运输计划的主要内容包括客流计划，全日行车计划，列 车开行方案，车辆配备计划，运用检修计划，类车交路计划和日常运输调整计划。 2.简述车辆配备计划的主要内容。 车辆配备计划：指为完成全线全日行车计划所需要的车辆保有数量计划。车辆保有量：在一定类型的设备和行车组织方法条件下，为完成一定的运输任务而必须保有的车辆，包括三部分：运用车辆数、检修车辆数、备用车辆数。列车保有量根据远期客流预测数据，测算远期运行行车间隔，得出所需运用列车数量；备用车数量是通常按照运用列车数量的10％取得。检修列车数量需根据运用列车数量综合维修能力、修程修制取得，一般为运用列车数量的10-15％。 3.什么是列车交路？有哪几类？各有什么特点？ 答：列车交路，或称列车运行交路、机车牵引区段，是指铁路机车担当运输任务的固定周转区段，即机车从机务段所在站到折返段所在站之间往返运行的线路区段。列车交路即城轨列车担当运行的区段。 列车交路有常规交路、混合交路和衔接交路三种，也可说长交路、短交路、长短交路。其中，混合交路和衔接交路又统称为特殊交路。 (1)常规交路（长交路） 常规交路又称为长交路，列车在线路两个终点站间运行，全线提供运输服务，列车到达折返线（站）后返回。 特点：与特殊交路方案相比，采用长交路方案时，行车组织简单、乘客无需换乘、不需要设置中间折返站。但如果线路各区段断面客流不均衡程度较大，会产生部分区段列车运能的浪费 (2)短交路（衔接交路） 短交路又称为衔接交路，是若干短交路的组织，列车在某一区段内运行，在指定站折返，它可为某一段旅客提供服务。 特点：与长交路方案相比，采用短交路方案可提高断面客流较小区段的列车满载率，但跨区段出行乘客需要换乘，以及需要设置中间折返站。与采用长短交路（混合交路）方案相比，短交路列车在中间站折返是双向折返，增加了折返作业的复杂性。 (3) 长短交路 长短交路又称为混合交路，长短交路列车在线路部分区段共线运行，长交路列车到达终点后折返、短交路列车在指定的中间站单向折返。 特点：与采用长交路方案相比，采用长短交路方案可提高长交路列车满载率、加快短交路列车周转，但部分乘坐长交路列车乘客的候车时间会增加，且需要设置中间折返站。 4.根据城市轨道交通各站点的OD数据，确定全日行车计划。 旅客列车开行方案设计说明书时间：2019年11月20日 目录 1 设计背景 (1) 2 课程设计分析与计算 (1) 2.1 绘制客流密度图 (1) 2.1.1 客流斜表 (1) 2.1.2 客流密度图 (1) 2.2 旅客列车开行方案设计 (3) 2.2.1 下行方向 (3) 2.2.2 上行方向 (4) 2.2.3 上、下行方案调整 (6) 2.3 旅客列车开行方案评价与优化建议 (7) 3 课程设计总结 (9) I 1 设计背景 某铁路线设定8个直通客流区段，假设仅开行本线旅客列车，各站在指定客流月的 表-1 已知该铁路线上开行的旅客列车种类如下： ①特快旅客列车（特快T），定员1000人； ②快速旅客列车（快速K），定员1200人； ③普通旅客列车（普快），定员1400人。 其中，特快、快速旅客列车的客流需求分别占30%与40%，仅考虑硬座。 2 课程设计分析与计算 2.1 绘制客流密度图 2.1.1 客流斜表 根据表-1的数据，可以绘制以下图表-2 2.1.2 客流密度图 以下图3为客流密度图 A B C D E F G H I 图3 17202 19928 24756 26193 23628 17362 10600 10966 21729 22007 23396 19279 15682 7912 10148 17812 下行 上行 2.2 旅客列车开行方案设计 2.2.1 下行方向 从图表-3中不仅能清楚地看出各方向上各客流区段旅客的流量、流向，而且可以看出客流的大量发生、消失和变化较大的地点，为划分旅客列车运行区段、确定列车种类及开行对数的工作提供了有利条件。 计算各种旅客列车数 A-I区段：7912人 N特快=AK特快/a特快=（7912*30%）/1000=2 (373) N快速=（7912*40%）/1200=3 (435) N客=（7912-2*1000-3*1200）/1400=2 (88) A-H区段：10148-7912=2236人 N特快=（2236*30%）/1000=1 (329) N客=（2236-1000）/1400=1 (164) 由于开一辆特快列车后还剩1236人，超出快速列车的额定人数，且刚好够一辆普客列车进行输送。 B-H区段：15682-10148=5534人 N特快=（5534*30%）/1000=2 (339) N快速=（5534*40%）/1200=2 (186) N客=（5534-2*1000+2*1200）/1400=1 (266) B-G区段：17812-15682=2130人 N特快：（2130*30%）/1000=1 (361) N快速=（2130*40%）/1200=1 (348) N客=（2130-1000-1200）/1400≈0 C-G区段：19279-17812=1467人 N特快：（1467*30%）/1000≈0…… N快速=（1467*40%）/1200≈0…… N客=（2130）/1400=2 (350) C-D、D-E客流密度相差不大，客流密度统一取22007人 C-F区段：22007-19279=2728人 N特快：（2728*30%）/1000=1 (181) N快速=（2728*40%）/1200=1 (108) 第34卷增刊 2000年 上海交通大学学报 JOU R N AL O F SHA N GHA I JIA OT ON G U NI VER SIT Y Vol.34S up. 2000 文章编号:1006-2467(2000)S 1-011-04 铁路旅客列车开行方案决策模型 周立新 (上海铁道大学运输管理工程系,上海200331) 摘 要:在分析传统运输模型不足的基础上,综合考虑旅行时间、旅行费用、旅行方便与舒适多因素对市场细分的影响,以及运输能力使用与需求转移的影响,构造了一个旅客列车开行方案决策模型.其应用分两步进行:通过预测客运需求和各类客流特征(如平均收入水平),确定不同旅客列车需求量的概率分布;用NLP 模型求解各类旅客列车开行方案(列数).模型中参数定性分析表明,不同种类旅客列车间速度、票价以及旅客特征之间比值变化对铁路客运量增减及分布有着较大影响.关键词:旅客列车;客运需求;决策模型中图分类号:U 292.91 文献标识码:A Decision Model of Railway Passenger Trains Plan ZH OU L i -x in Dept .of T ransportation Management Eng .,Shanghai Tiedao Univ .,Shang hai 200331,China Abstract :After analyzing the disadvantages of co nv entio nal tr ansport model,a new m ath m odel(N LP)for decision of passenger trains operating plan was put fo rw ard ,w hich includes the influence of transpo rt re-source utility and the passeng er dem and chang e affected by train travel time and cost as w ell as comfort and accessibility.T her e are two m ain steps fo r g etting the solution of the m odel.First,the probability distri-bution of differ ent level trains was calculated thr oug h the forecast of all kinds passeng er demand and their characteristics (e .g .average income per capita ).T hen ,the model was applied to decide operating plan for different trains.At last,accor ding to qualitative analysis of so me factors included in the mo del,the ratio s of travel speeds,cost betw een different trains and chang e of passenger characteristics will make effects co nsiderably on the railw ay passeng er vo lum e and its distribution .Key words :passenger tr ain ;passeng er demand ;decision mo del 收稿日期:1999-12-28 作者简介:周立新(1958～),男,副教授. 进入90年代以来,在公路和民航异军突起的竞争下,铁路已退出了客运“老大”的地位.已启动的铁路客运发展战略,以铁路旅客列车全面提速为先导,以增开“双优”列车为手段,增加铁路经营的效益,增强铁路可持续发展的实力.然而,不同阶层的旅客(如公务员、商人、公司职员、学生、工人、农民等)对交通消费有不同的理念与需求,一味地通过提高列车等级、改善旅行环境,在某个时期不一定能达到预期目的,措施不当可能会事与愿违.如在全路旅客列 车上档次的高潮中,上海铁路局蚌埠铁路分局辖内“绿皮”低等级旅客列车却常常成为“抢手产品”.其最主要的原因是该分局的旅客构成中,农民(或称民工流)约占50%.因此,建立一个考虑市场客运需求成分影响的旅客列车开行方案决策模型,对实现旅客列车开行方案决策科学化具有重要意义. 1 传统模型分析 1.1 传统模型 设某铁路客运站的客流成分按职业或阶层大致划分为m 类,计划开行的旅客列车品种有n 种.传 客运专线旅客列车开行方案影响因素及其优化模型 钟庆伦13071026 （西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都 610031） 摘要：本文在分析既有的客运专线列车开行方案制定现状的基础上，借鉴了国内外学者的相关研究成果，综合考虑客流O-D分布、综合维修天窗设置、动车组运用以及开行方案的动态反馈等影响因素和开行方案制定思路，作为约束条件建立了客运专线旅客列车开行方案的综合优化模型。 关键词：客运专线；旅客列车开行方案；优化模型 The Influencing Factors and Optimization Models of Passenger Train Plans for Passenger Railway Line ZHONG Qing-lun (School of transportation and logistics, Southwest Jiaotong University, Sichuan Chengdu 610031, China) Abstract: On the basis of analyzing the current status of passenger train planning for passenger railway line, this paper referred to the research achievements of foreign and domestic scholars. By applying influencing factors like the passenger O-D flow distribution, comprehensive maintenance blocking, utilization of high speed multiple units and optimization technology like dynamic feedback control into the constraints, this paper built a comprehensive optimization model. Keywords: passenger railway line; passenger train plan; optimization model 0 前言 根据我国高速铁路中长期发展规划，2020 年我国将建成“四纵四横”铁路快速通道及 4个城际高速客运系统，建设客运专线1.2万km 以上，构成高速客运网络的基本骨架，以解决铁路运能不足和满足我国社会经济发展的需要。 随着旅客运输市场上各种交通方式日趋激烈的竞争，需要不断调整旅客列车开行方案以适应需求、提高服务，原有人工逐步修正旅客列车方案的方法无法适应科技进步、现代管理和经营理念的发展。由于我国客流密度大、结构复杂的国情，高速客运专线旅客列车应力求实现小编组、高密度、公交化运行，以有效满足多样化的客流需求[1]。高速铁路和客运专线的推出，形成新建高速铁路、客运专线、普速铁路、提速普速铁路构成的铁路运输网络，使客流构成和服务需求发生很大变化，使旅客列车开行方案更为复杂化。 旅客列车开行方案的编制考虑因素较多，我国己有学者在开行方案编制和优化方面进行了广泛的研究。本文在前人研究的基础上，对客运专线旅客列车开行方案的编制及优化方法 文章编号:1674 2974(2009)01 0085 04 铁路公交化旅客列车开行方案优化 肖龙文 ,史 峰 (中南大学交通运输工程学院,湖南长沙 410075) 摘 要:列车开行方案直接影响旅客运输的需求和铁路企业的成本支出.在充分考虑影响城市间开行列车的各种主要因素的基础上,建立了确定在两主要城市间开行合理列车对数、列车载客人数、旅客列车在沿线车站停车次数及停车机会的数学模型,使旅客延误的总时间最少,并使铁路企业获得最大的经济和社会效益.利用该方法对广深线列车运行方案进行计算,得出了合理的列车运行方案. 关键词:铁路公交化;旅客列车开行方案;经济和社会效益 中图分类号:U293.1 文献标识码:A Optimization of Train of Mass Transit Type Plan XIAO Long wen ,SHI Feng (School of Traffic and Transportation Engineering,Central South Univ,Changsha,Hunan 410075,China) Abstract :The passenger train plan directly influences railway passenger transport demand and c ost of enterprises.According to the related factors of train operating between cities,a mathematical model was established.It calculated the reasonable number of train between two main cities,the number of passengers,railway passenger train parking time and the parking opportunities along the railway line.The target was to minimize total time that passengers delayed and to max imize economic and social effects of railroad enterprises.Opportune train operation was calculated with the Guangzhou-Shenzhen train line. Key words :train of mass transit type;passenger train plan;economic and social effects 随着我国沿海地区经济的快速发展,以超大城市为核心的都市群现象日益凸显,都市群的合力进一步加强.城际列车的开行将极大地满足人们出行的需求,促进经济的发展,提高铁路客运的竞争力[1-2] .具有高速度、高密度、小编组的铁路公交化运输模式是我国沿海发达地区交通运输必然趋势[3],为解决城际列车运输及列车公交化运输组织的一系列问题,一些学者从列车开行方案、开行公交化列车的可行性、实现公交化运输的车站设备及组 织等多方面进行了研究[4-9] .本文主要从列车运行方案与乘客的旅行时间及铁路运输企业的经济效益的关系出发,着重研究铁路公交化旅客列车开行方 案及其相关问题. 1 公交化旅客列车开行间隔时间及列车载 客人数的确定 旅客从A 城到B 城,在选择交通工具时主要考虑不同运输方式提供的运输服务质量及自身的具体情况.评价运输服务质量的指标有旅行总时间、旅行费用、安全性、方便性、舒适性、运行时间、正点率等等,而自身的具体情况包括经济收入、个人偏好等.在铁路各种固定设备和活动设备已确定的条件下,必须确定合理的列车开行间隔及旅客列车定员,以方便旅客出行,从而吸引客流,同时减少运输成本, 收稿日期:2007-12-10 基金项目:国家自然科学基金资助项目(70470147) 作者简介:肖龙文(1965-),男,江西吉安人,中南大学副教授,博士研究生 通讯联系人,E mail:xlw65@https://www.doczj.com/doc/bd3322395.html, 第36卷 第1期2009年1月 湖南大学学报(自然科学版) Journal of Hunan Uni versity(Natural Sciences)Vol.36,No.1Jan 2009 《铁路旅客运输》复习思考题 第一篇绪论 第一章概述 1.铁路旅客运输的国家属性。 2.铁路旅客运输的特点和技术经济优势 3.铁路旅客运输的地位和作用。 4.世界铁路旅客运输的发展趋势。 5.旅客运输产品的概念、计量单位和产品总量的概念。 6.铁路旅客运输产品质量特性。 7.旅客运输产品的发展趋势。 8.我国铁路旅客运输组织体系。 第二章我国铁路旅客运输线网布局 1.我国铁路客运线网布局特点。 2.高速铁路的定义。 3.“四纵四横”高速铁路网规划内容。 4.“八纵八横”高速铁路网规划内容。 5.我国动车组检修布局考虑的因素。 6.我国高速列车开行的主要特点。 第二篇铁路客运设备及能力计算 第一章铁路客运设备 1.铁路客运设备类型及其组成。 2.客运站作业及设备的组成。 3.客运站布置图基本类型。 4.流线概念及流线组织原则、流线疏解基本方式。 5.按高度设计，旅客站台分类。 6.客车整备所的作用、设备组成及作业方式。 7.动车检修基地（动车段）主要功能。 第二章铁路客运设备计算 1.影响候车室候车能力的主要因素及计算方法。 2.影响天桥、地道通行能力的主要因素及计算方法。 3.影响进、出站口旅客通行能力的主要因素及计算方法。 4.客运站售票能力及其计算方法。 5.跨线通道能力与进、出站口能力的协调条件。 第三篇铁路客运产品设计 第一章铁路旅客运输需求及市场调查 1.旅客运输需求的概念及其要素。 2.分析我国铁路旅客运输需求环境。 3.运输需求、运输供给与运输量相互关系。 4.旅客运输需求结构可以从哪两个方面分析，分别包括哪些角度。 5.旅客交通行为理论的基本观点及旅客出行选择的影响因素。 6.铁路客流调查的常用方法及特点。 7.旅客运输市场调查的原则、步骤、方法及特点。 8.调查数据资料分析的类型、数据分析的特点、数据分析的基本要求。 第二章铁路旅客运输计划 1.铁路旅客运输计划的分类及特点。 2.客流的概念、组成要素及分类。 3.铁路客流计划编制要素、相关概念和类型。 4.客流计划编制依据及相关专用报表（精密统计）。 5.车站客流调查范围的划定方法，什么是定点、定线客流调查。 6.客运营销辅助决策系统功能的特点。 7.客流计划编制步骤。目前我国直通客流图是按照什么客流编制。 8.管内客流图的编制方法及指标计算。 第三章铁路旅客列车开行方案 1.旅客列车开行方案的概念、类型； 地铁开行方案设计 导语：天才是由于对事业的热爱而发展起来的。简直可以说，天才就其本质而论只不过是对事业，对工作的热爱而已。以下小编为大家介绍地铁开行方案设计文章，欢迎大家阅读参考! 地铁开行方案设计摘要：基于城市轨道交通列车开行方案优化的目的，本文从列车编组方式、列车开行频率等方面对城市轨道交通列车开行方案进行了简要分析，并从优化列车开行数量、编组长度、开行时段等角度，对城市轨道交通列车开行方案的优化方法进行了探讨，希望能为城市轨道交通列车的合理开行提供参考。 关键词：城市交通；轨道交通；列车开行；优化 城市轨道交通列车开行方案涉及列车在沿途车站停靠和发车的时刻，也是对不同部门之间的工作进行协调的基础，是为了满足城市交通需求，并保证列车运行的安全性。基于对旅客广义出行费用、铁路运营成本等方面的考量，在满足不同时段客流需求的基础上，为降低运营成本，需从列车开行数量、开行时段、编组方案等方面进行考虑，结合对不同时段的客流需求、出行费用等方面的考量，对列车编组方式进行明确，以此实现对城市轨道交通列车开行方案的优化。 1.列车开行方案的相关概念 城市轨道交通线路R=，涉及多个车站，以双线方式运行。其中，F代表的是车站集合，从上行方向的始发站开始直至列车你转到下行方向，可将车站标记为1，2，3，4n，即F={1,2,3,4，n}，M代表线路区段集合，M={m|v，s∈J}。在城市轨道交通列车日常运行过程中，列车运行时段可用表示。 出于对列车开行频率及安全管理的考虑，依据车站能力、站线长度等因素，应对城市轨道交通列车应进行固定、统一的编组，并根据不同类型的列车，制定基本编组单元列车与组合编组列车两种灵活编组方案。基本编组单元列车是列车编组的最小编组单元，正常情况下不需要对其进行拆解，主要是由动车、首尾车等组成的列车。组合编组列车主要是由两组或两组以上但不超过4组的基本编组单元列车组合构成。据此将基本编组单元列车集合定义为Q，集合范围为Q={Qk|k=1,2,3,4K}，K是指单元列车种类的总数，k代表具体的基本编组单元列车，而Qk是指单元列车的额定载客量。 在城市轨道交通列车编组过程中，不仅可对列车的车辆段进行解体和编组，也可以拆解或联挂的方式在车站的解编线进行作业。 对于城市轨道交通列车开行方案的设计和确定，需要对列车运营时段、交通线路、列车编组方式等多方面进行考虑，以此保证城市轨道交通列车开行方案的适宜性和科学性。 2.城市轨道交通列车开行方案的优化方法高速铁路旅客列车开行方案大纲
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