基于Logit模型与双层规划理论的高速铁路最佳运营速度目标值决策研究

摘要

速度目标值作为高速铁路的主要技术标准之一，是土建工程设计标准、机车车辆制造、行车控制技术、运量及经济分析等研究和实施的基础。为了科学合理地决策出技术先进、经济合理的速度目标值，发挥高速铁路的综合技术经济优势，对速度目标值决策的深入研究是十分必要的。
　　主要研究内容与研究成果如下:
　　(1)通过对速度目标值的综合技术经济研究，指出了速度目标值决策所依照的原则，全面地研究了与速度目标值密切相关的技术经济指标，这些指标主要包括土建工程投资、机车车辆投资、运输成本、客运量、运输组织模式、旅行时间节约价值、票价率与旅客支付能力以及环境保护要求，从而完善了速度目标值的技术经济分析内容。
　　(2)深入研究了旅客出行时交通运输工具的选择行为与客运量，指出了交通运输工具的快速性、经济性、安全性、舒适性、准时性、方便性是影响旅客选择行为的关键因素，并以这六项关键因素为基础建立了交通运输工具的效用函数，从而建立了交通运输工具选择的多目标决策的Logit模型。以西南困难山区的重庆至西安高速铁路为例，对效用函数中的效用系数进行了标定，建立了旅客选择高速铁路作为交通运输工具的客运量关于运营速度目标值与票价率的Logit模型，并预测了重庆至西安高速铁路的市场分担率及客运量，从而能够更加全面地分析运营速度目标值与票价率对市场分担率及客运量的影响。
　　(3)在对最佳运营速度目标值的研究中，分析了双层规划模型的理论与求解方法，并通过考虑旅客对于交通运输工具的选择行为，建立了铁路企业运营效益最大、旅客出行广义费用最小的双层规划模型。为了科学合理地决策出重庆至西安高速铁路的运营速度目标值，以期为实际的决策提供一定的参考价值，分别研究了基于Logit模型与双层规划模型的重庆至西安高速铁路的最佳的运营速度目标值与票价率。在采用Logit模型对运营速度目标值进行研究时，分析了铁路运营效益与旅客广义费用在权重不同的情况下的运营速度目标值与票价率。通过对两种模型的计算结果进行详细地对比分析，表明使用两种模型计算的结果是接近的，计算出的运营速度目标值与票价率与实际情况亦是较为相符的，并通过运营速度目标值对设计速度目标值进行了换算，从而提出了在前期规划阶段可采用Logit模型与双层规划模型对运营速度目标值与票价率进行决策的研究成果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 速度目标值决策研究的背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外高速铁路速度目标值现状

1．2．1 国外高速铁路速度目标值现状

1．2．2 国内高速铁路速度目标值现状

1．3 国内外高速铁路速度目标值决策研究现状

1．3．1 国内高速铁路速度目标值决策研究现状

1．3．2 国外高速铁路速度目标值决策研究现状

1．4 速度目标值决策研究的内容与路线

1．4．1 研究内容与方法

1．4．2 研究技术路线

第2章 速度目标值的综合技术经济研究

2．1 速度目标值的综合选择原则

2．2 速度目标值对土建工程投资影响分析

2．2．1 速度目标值对线路主要技术标准的影响

2．2．2 速度目标值对工程技术设备的影响

2．3 速度目标值对机车车辆投资影响分析

2．4 速度目标值对运输成本影响分析

2．5 速度目标值对客运量影响分析

2．6 速度目标值对运输组织模式适应性影响分析

2．7 速度目标值对旅行时间节约价值影响分析

2．8 速度目标值对票价率与旅客支付能力影响分析

2．9 速度目标值对环境保护要求影响分析

2．10 本章小结

第3章 交通运输工具选择与客运量研究

3．1 概述

3．2 高速铁路客运量影响因素分析

3．3 交通运输工具选择的多目标决策模型

3．3．1 交通运输工具的技术经济特征分析

3．3．2 交通运输工具效用函数的建立

3．3．3 交通运输工具多目标决策的Logit模型

3．4 实例分析——以重庆至西安高速铁路为例

3．4．1 重庆至西安高速铁路效用函数的建立

3．4．2 重庆至西安高速铁路效用系数的标定

3．4．3 重庆至西安高速铁路分担率计算

3．4．4 重庆至西安高速铁路客运量预测

3．4．5 重庆至西安高速铁路时间目标值分析

3．5 本章小结

第4章 最佳运营速度目标值研究

4．1 概述

4．2 双层规划模型

4．2．1 双层规划模型的一般形式

4．2．2 双层规划模型的一般求解算法

4．3 灵敏度分析算法

4．4 最佳运营速度目标值的双层规划模型

4．4．1 上层规划模型

4．4．2 下层规划模型

4．5 实例分析——以重庆至西安高速铁路为例

4．5．1 参数取值分析

4．5．2 基于Logit模型的运营速度目标值研究

4．5．3 基于双层规划模型的最佳运营速度目标值研究

4．5．4 计算结果的对比分析

4．6 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果