铁路旅客票价优化问题的相关模型及算法

摘要

随着公路与航空运输的迅速崛起，现有铁路旅客票价机制已不能适应市场竞争的要求，为此，需要推进铁路旅客票价改革，建立灵活的、能适应市场竞争的铁路旅客票价机制。 本论文在介绍铁路旅客票价制定的相关理论与方法的基础上，分析了应用双层规划理论来制定铁路旅客票价的优点，指出应用双层规划方法来制定铁路旅客票价的突出优势在于铁路客运部门的票价策略能及时考虑到旅客的选择行为，并介绍了在求解双层规划模型常用到的基于灵敏度分析的启发式算法。 本论文主要考虑铁路旅客运输与其它客运方式竞争的情况下，如何制定合适的旅客票价，使铁路客运企业取得最大的经济效益。围绕铁路旅客票价制定优化问题，本论文主要做了以下几方面的工作： 1、提出了在弹性需求条件下铁路旅客票价合理制定的双层规划模型，并给出了将弹性需求模型转换成固定需求模型后的求解双层规划模型的灵敏度分析方法，用一个算例说明模型的具体求解过程，分析了铁路票价变化对铁路客流及铁路客运企业的经济效益的影响。 2、考虑了不同等级旅客列车的票价制定问题，并用两个相关联双层规划模型来描述铁路与其它客运方式竞争及铁路内部不同等级的列车也存在竞争的票价制定问题，模型以用户盈余最大化为目标来制定铁路客运企业总体票价水平，从企业经济效益最大化的角度来制定不同等级列车的票价。给出了求解这两个相关联的双层规划模型的启发式算法，并用具体的算例论证算法的可行性。 3、考虑了列车提速条件下的铁路旅客票价制定问题，分析了列车提速对客流的影响及相应的票价策略，并考虑了票价制定与线路提速方案的优化问题，给出了在资金约束的条件下线路提速方案及铁路旅客票价制定问题综合优化模型及相应的求解算法，并用具体的算例证明算法是可行的。 4、总结了城市间旅客运输与城市道路交通出行费用的区别，在此基础上，提出一个新广义出行费用函数，并根据这个函数用Logit模型分配客流，设计了一个考虑列车出发时刻的铁路旅客票价优化模型。 5、考虑了铁路客运企业与其它客运方式博弈定价问题，用广义Nash均衡模型来描述不同客运方式的企业为取得本企业最大利润的票价博弈问题，并设计了算例验证算法的可行性，分析了不同运输条件下的博弈效果。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

致谢

第一章绪论

1.1论文研究背景

1.2现行铁路旅客票价体系及面临的问题

1.3铁路旅客票价改革的必要性

1.4影响旅客票价的主要因素

1.5运输定价的相关理论

1.6铁路旅客票价制定问题的研究现状

1.7论文的结构

第二章双层规划模型在制定铁路旅客票价上的应用

2.1概述

2.2双层规划模型

2.3基于灵敏度分析的求解算法

2.4双层规划模型在铁路旅客票价优化中的应用

2.5铁路旅客票价制定的双层规划模型进一步探讨

2.6小结

第三章弹性需求的铁路旅客票价优化模型及算法

3.1概述

3.2弹性需求的用户选择模型

3.3弹性需求铁路旅客票价优化的双层规划模型

3.4基于灵敏度分析算法

3.5数值例子

3.6小结

第四章考虑列车等级的铁路旅客票价优化问题

4.1概述

4.2运输能力约束条件下的旅客选择模型

4.3运输能力约束条件下铁路旅客票价优化模型及算法

4.4不同等级旅客列车之间的客流分配模型

4.5不同等级旅客列车的票价优化模型及算法

4.6数值例子

4.7小结

第五章列车提速条件下铁路旅客票价优化问题

5.1概述

5.2列车提速条件下的旅客票价优化问题

5.3铁路旅客票价及线路提速方案的综合优化模型

5.4求解算法

5.5数值例子

5.6小结

第六章考虑列车出发时刻的铁路旅客票价优化问题

6.1概述

6.2考虑列车出发时刻的旅客出行效用分析

6.3考虑列车出发时刻的铁路旅客票价优化模型

6.4数值例子

6.5小结

第七章铁路旅客票价制定问题的博弈分析

7.1概述

7.2广义Nash均衡博弈模型

7.3城市间旅客票价的Nash平衡分析

7.4求解算法

7.5数值例子

7.6小结

第八章结论与展望

参考文献

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