基于多商品流模型的高速铁路旅客列车开行方案编制研究

摘要

近年来，高速铁路的快速发展以及居民日益增长的出行需求，大大提高了高速铁路在客运市场的竞争力，同时也对高速铁路旅客列车提出了更高的要求。列车的开行时间、运行速度、座位舒适度以及服务水平等都会影响旅客的选择，而这些因素都与列车开行方案有关。旅客列车开行方案是编制列车运行图的基础，也是铁路部门制定其它运营计划的前提条件，其编制合理与否也会大大影响旅客出行的满意度，加上其编制的复杂性，所以如何构建高速铁路旅客列车开行方案编制模型并进行有效的求解，节省旅客出行时间，提高社会运转效率，制定更加科学合理的高速铁路旅客列车开行方案，具有一定的理论意义和实用价值。
　　本文以高速铁路旅客列车开行方案的编制为出发点，运用图论的思想，将列车开行方案编制问题进行简化，最终确定要解决列车运行区段、列车等级、开行对数、停站方案以及客流分配五个方面的内容，并把旅客类比为商品，将开行方案问题转化为较易求解的多商品流输送问题，为高速铁路旅客列车开行方案的编制提供一种新的研究思路。其主要研究了以下内容:
　　(1)在查阅相关文献的基础上，论文对高速铁路旅客列车开行方案的编制机理进行了介绍，主要从开行方案的编制内容、影响因素、编制复杂性以及编制方法几个方面进行了描述，为下文模型的建立提供了理论支撑。
　　(2)旅客列车开行方案的编制是以客流量为基础的，即“按流开车”，因此在理论准备上，论文对高速铁路的客流需求和客流分配的基础理论进行了总结，并探讨了旅客列车开行方案与客流的相互作用机理。
　　(3)论文基于多商品流模型，从两个角度考虑，在进行客流分配时，一是让旅客全部选择“直达”方式，二是允许旅客选择“中转”方式，即旅客可选择在自己出行的起点和终点间停站的列车，以客流分配决策变量的不同为出发点，分别构建混合整数线性规划模型，将旅客列车开行方案编制和客流分配进行综合研究。
　　(4)设计案例对模型进行验证，利用Lingo软件对模型进行求解，并对两个模型的求解结果进行对比，确定更适合高速铁路旅客列车开行方案编制的模型。在求解过程中，本文把列车等级的确定巧妙运用在开行列车的备选集合中，通过相关资料首先确定可能开行的最大列车对数，并根据列车等级（共两种）将其分为两部分，然后对每部分的列车进行相应的编号，此时每一列列车对应唯一的数字编号。在具体算例中，分别输入与两种等级列车有关的参数值以及相关数据进行计算，在最终计算结果中通过所求出的列车编号就能唯一确定相应列车等级。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 列车开行方案研究现状

1．2．2 多商品流研究现状

1．3 论文的主要研究内容和框架结构

1．3．1 研究内容

1．3．2 框架结构

2 高速铁路旅客列车开行方案编制机理

2．1 高速铁路旅客列车开行方案概述

2．2 影响旅客列车开行方案的主要因素

2．2．1 客流情况与客流特点

2．2．2 车站作业能力及区段通过能力

2．2．3 列车编组形式及定员

2．2．4 列车运量及其服务频率

2．2．5 列车席位利用率

2．2．6 铁路部门的收益

2．2．7 旅客的出行时间及出行费用

2．2．8 铁路线路综合天窗

2．3 旅客列车开行方案复杂性分析

2．4 旅客列车开行方案的编制方法

2．5 本章小结

3 高速铁路客流需求与客流分配基本理论

3．1 高速铁路客流需求基本理论

3．1．1 客流需求概念、客流需求的形成及特点

3．1．2 客流需求影响因素

3．1．3 客流需求组成要素

3．2 高速铁路客流分配基本理论

3．2．1 客流分配相关概述

3．2．2 客流分配方法

3．3 旅客列车开行方案与客流的相互影响分析

3．3．1 客流对旅客列车开行方案的影响分析

3．3．2 旅客列车开行方案对客流的影响分析

3．4 本章小结

4 基于多商品流模型的高速铁路旅客列车开行方案编制模型研究

4．1 问题分析

4．2 模型建立

4．2．1 模型相关概念和模型假设

4．2．2 模型符号定义

4．2．3 模型目标函数和约束条件

4．2．4 模型分析

4．3 本章小结

5 案例分析

5．1 线路结构和客流

5．2 相关参数与基本数据设置

5．2．1 相关参数设置

5．2．2 基本数据取值

5．3 开行方案求解与分析

5．3．1 1—9区段开行方案求解

5．3．2 1—11区段开行方案求解

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 论文主要工作与结论

6．2 论文的创新点

6．3 展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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