基于動態(tài)需求的高速鐵路旅客列車開行方案評價與調整理論研究.pdf

1、高速鐵路的不斷開通運營以及路網(wǎng)的逐漸完善，使旅客運輸由單純的空間位移問題轉變?yōu)榫哂胁煌鲂行枨蟮倪\輸服務問題，鐵路出行旅客對開行列車的便捷、快速、舒適等質量方面的要求逐步提高。而且，客流需求亦會隨著運營階段不同呈現(xiàn)規(guī)律波動的特性，這主要體現(xiàn)在客流量的大小、起訖點以及客流結構在不同運營階段（日常運營階段、節(jié)假日運營階段）具有較大差異。依托于高速鐵路運營前基于預測客流所制定的列車開行方案，難以與具有時變性的動態(tài)客流相適應。根據(jù)不同運營階段客

2、流需求對列車開行方案進行適應性評價與調整，可以進一步完善客運產(chǎn)品結構，以提高鐵路客運產(chǎn)品質量、從而維持并加強鐵路市場競爭能力。
　　基于動態(tài)客流需求的高速鐵路列車開行方案評價與調整研究的實質是鐵路旅客運輸組織方法和理論問題的探索，主要內(nèi)容包括，從高速鐵路列車開行方案與客流需求的概念入手，定性定量分析高速鐵路列車開行方案與客流需求關聯(lián)性，基于客流動態(tài)變化特性提出基于高速鐵路客流時段劃分列車開行方案評價與調整策略，根據(jù)每個時段客流需求

3、與列車開行方案的適應性決定是否需要對列車開行方案進行調整，以及列車開行方案的調整模型。在此基礎上構建高速鐵路列車開行方案與客流需求適應性評價體系，以及基于列車開行方案的列車服務網(wǎng)絡客流分配模型，根據(jù)客流分配結果計算各類適應性指標的方法。本文的主要工作及取得的研究結論如下:
　　(1)系統(tǒng)分析了高速鐵路列車開行方案與客流需求的特點，并明確及深化了兩者的概念與內(nèi)容。從高速鐵路列車開行方案與客流需求的相互作用機理層面入手，分析兩者之間的

4、關聯(lián)性。其中，從客流量對列車開行方案編制、客流動態(tài)變化對列車開行方案調整兩個方面闡述客流需求對列車開行方案的作用機理;從既定列車開行方案下鐵路出行旅客乘車選擇行為方面闡述列車開行方案對客流需求的作用機理。從日?？土餍枨笈c年度客流需求角度分析其動態(tài)特性，并根據(jù)其波動特點提出基于客流時段劃分的列車開行方案評價與調整策略。
　　(2)以高速鐵路車站每天的旅客發(fā)送量為聚類屬性，采用近鄰傳播聚類算法對客流統(tǒng)計數(shù)據(jù)相近的時間點（天）進行聚類，

5、從而將客流需求相近的時間點歸并。并根據(jù)Calinski-Harabasz、Hartigan以及In-Group Proportion指標實現(xiàn)最佳聚類數(shù)的確定，從而對高速鐵路的年度客流時段進行劃分。
　　(3)從總量適應性、結構適應性以及質量適應性三個方面建立了高速鐵路列車開行方案與客流需求適應性分析指標體系。以客流需求滿足率、列車平均上座率和列車客座利用率三項指標來衡量總量適應性，以客流節(jié)點覆蓋率、車站節(jié)點服務頻次和客流結構匹配度

6、等三項指標來衡量結構適應性，以旅客出行時間損失、旅客出行擁擠程度、旅客平均換乘次數(shù)和旅客無換乘直達率等四項指標來衡量質量適應性。針對評價指標體系構建中容易出現(xiàn)的指標一致性及冗余性問題，結合粗糙集理論中的知識屬性約簡方法，對評價體系進行精簡。
　　(4)在分析客票系統(tǒng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取方法不足的基礎上，提出基于流量分配模擬的適應性評價指標計算方法。通過分析鐵路旅客乘車方案選擇的影響因素，以票價支出、旅行時間、乘車擁擠度以及換乘不方便程

7、度描述單位旅客乘車選擇的廣義出行費用，以服務弧段能力以及客流換乘次數(shù)限制為約束條件，構建旅客綜合廣義費用最小的列車服務網(wǎng)絡客流分配模型，并提出了基于改進Dijkstra與MSA的混合客流分配迭代求解算法，從而為列車開行方案與客流需求適應性指標計算提供準確的分析數(shù)據(jù)。并采用基于信息熵與物元分析相結合的方法確定各指標權重以及最終的列車開行方案與客流需求適應性評價結果。
　　(5)將列車開行方案中的運行區(qū)段、停站方案、開行頻率以及編組模