高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行模式優(yōu)化理論與方法.pdf

1、夕發(fā)朝至列車在實(shí)際開(kāi)行中受到旅客歡迎。既有鐵路夕發(fā)朝至列車因旅速較低，開(kāi)行距離很難超過(guò)1500km。根據(jù)我國(guó)鐵路網(wǎng)規(guī)劃，到2020年，高速鐵路連通的由直轄市、省會(huì)城市、副省級(jí)城市和一些重要城市組成的861對(duì)客流OD中有528對(duì)的距離超過(guò)1500km，從旅客出行和鐵路網(wǎng)布局上都存在開(kāi)行高速鐵路夕發(fā)朝至列車需求。目前缺少對(duì)高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行的系統(tǒng)研究，本文以高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行作為研究對(duì)象，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　由

2、于高速鐵路在開(kāi)設(shè)形式、開(kāi)始時(shí)刻和持續(xù)時(shí)間等綜合維修天窗設(shè)置上與既有鐵路有很大不同，故無(wú)法照搬既有鐵路夕發(fā)朝至列車運(yùn)輸組織方法。若開(kāi)行高速鐵路夕發(fā)朝至列車，則必須解決列車運(yùn)行與現(xiàn)行矩形天窗設(shè)置之間的矛盾，不同解決方式將形成不同開(kāi)行模式，不同開(kāi)行模式下列車運(yùn)行過(guò)程與天窗設(shè)置有不同的影響關(guān)系，最終形成不同旅行時(shí)間、在同一城市的不同到發(fā)時(shí)刻，這對(duì)開(kāi)行效果有決定性影響，故不同開(kāi)行模式將對(duì)列車開(kāi)行效果產(chǎn)生不同影響。本文以開(kāi)行效果為目標(biāo)，對(duì)高速鐵路夕

3、發(fā)朝至列車開(kāi)行模式進(jìn)行優(yōu)化。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)高速鐵路夕發(fā)朝至列車需求分析
　　根據(jù)客運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，認(rèn)為旅行距離在1500-2500km甚至更長(zhǎng)范圍的旅客有乘坐高速鐵路夕發(fā)朝至列車的需求，在該范圍內(nèi)，能夠供旅客選擇的客運(yùn)產(chǎn)品，除高速鐵路夕發(fā)朝至D字頭列車、G字頭列車之外，還有高速鐵路白天D字頭列車、G字頭列車和航空飛機(jī)。選擇了直接費(fèi)用、時(shí)間損失、疲勞恢復(fù)等影響旅客選擇行為的因素來(lái)對(duì)旅客選擇行為進(jìn)行分析。

4、直接費(fèi)用考慮了客運(yùn)產(chǎn)品的票價(jià)、旅行兩端的票價(jià)、食宿費(fèi)用。將旅行時(shí)間分為有效時(shí)間和低效時(shí)間。構(gòu)建了疲勞恢復(fù)時(shí)間模型。利用有效時(shí)間價(jià)值和低效時(shí)間價(jià)值將旅行時(shí)間損失和疲勞恢復(fù)時(shí)間轉(zhuǎn)化為費(fèi)用進(jìn)行綜合比較。結(jié)果顯示:時(shí)間價(jià)值在50元/h以下的旅客更傾向于選擇高速鐵路夕發(fā)朝至列車，且高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行距離不宜超過(guò)2400km。
　　(2)高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行模式設(shè)計(jì)及優(yōu)化內(nèi)涵分析
　　根據(jù)高速鐵路夕發(fā)朝至列車運(yùn)行與現(xiàn)行矩形天窗

5、設(shè)置之間矛盾的解決方式，提出了無(wú)夜間天窗、單線、等線、下線、下線-上線和換乘共六種開(kāi)行模式，對(duì)每種模式下列車運(yùn)行過(guò)程與矩形天窗的相互影響關(guān)系進(jìn)行了定性分析。考慮運(yùn)營(yíng)安全，認(rèn)為應(yīng)保留現(xiàn)有矩形天窗不變，可以采用全線矩形天窗和分段矩形天窗。旅客很難接受午夜換乘。故將等線、下線、下線-上線開(kāi)行模式作為為本文要優(yōu)化的備選開(kāi)行模式。
　　對(duì)開(kāi)行模式優(yōu)化內(nèi)涵中的優(yōu)化目標(biāo)和優(yōu)化內(nèi)容進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)影響旅客選擇行為和鐵路運(yùn)營(yíng)組織因素的分析，選擇了

6、始發(fā)和終到時(shí)刻滿意度、票價(jià)吸引力、通過(guò)能力影響程度、運(yùn)行調(diào)整難度共4個(gè)指標(biāo)作為開(kāi)行模式的優(yōu)化目標(biāo)。結(jié)合備選開(kāi)行模式，給出了優(yōu)化目標(biāo)與影響因素之間的量化關(guān)系。優(yōu)化內(nèi)容包括忽略和考慮關(guān)鍵要素的單列高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行模式優(yōu)化，多列高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行模式優(yōu)化。
　　(3)高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行距離與旅行時(shí)間關(guān)系模型研究
　　在忽略列車運(yùn)行過(guò)程中途經(jīng)城市的發(fā)到時(shí)刻、關(guān)鍵地點(diǎn)、天窗開(kāi)始時(shí)刻等關(guān)鍵要素后構(gòu)建了高速鐵路夕發(fā)朝至

7、列車開(kāi)行距離與旅行時(shí)間關(guān)系模型，該模型僅考慮了天窗持續(xù)時(shí)間這一關(guān)鍵要素。分別討論了三種開(kāi)行模式下參數(shù)取值，對(duì)模型進(jìn)行了求解。結(jié)合優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行定性分析后將高速鐵路夕發(fā)朝至列車按照開(kāi)行距離分成了四類，對(duì)每類列車應(yīng)選擇的開(kāi)行模式進(jìn)行了分析。
　　(4)單列高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行模式優(yōu)化模型研究
　　對(duì)列車運(yùn)行過(guò)程中途經(jīng)城市的發(fā)到時(shí)刻、關(guān)鍵地點(diǎn)、天窗開(kāi)始時(shí)刻、天窗持續(xù)時(shí)間等關(guān)鍵要素相互之間的影響關(guān)系從機(jī)理層面進(jìn)行分析后，構(gòu)建了單列

8、高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行模式優(yōu)化模型，該模型綜合考慮了列車運(yùn)行過(guò)程中變量邏輯約束、列車運(yùn)行過(guò)程約束、列車運(yùn)行過(guò)程與天窗開(kāi)始時(shí)刻約束、天窗開(kāi)始時(shí)刻約束與關(guān)鍵地點(diǎn)選擇約束等各種約束，以優(yōu)化目標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)。用算例驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性和有效性。
　　(5)多列高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行模式優(yōu)化模型及求解方法研究
　　在單列高速鐵路夕發(fā)朝至列車開(kāi)行模式優(yōu)化模型基礎(chǔ)上，考慮列車之間的追蹤間隔、采用等線開(kāi)行模式時(shí)客運(yùn)站到發(fā)線數(shù)量、上下行列車