客运专线旅客列车开行方案影响因素及其优化模型
钟庆伦13071026
（西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都 610031）
摘要：本文在分析既有的客运专线列车开行方案制定现状的基础上，借鉴了国内外学者的相关研究成果，综合考虑客流O-D分布、综合维修天窗设置、动车组运用以及开行方案的动态反馈等影响因素和开行方案制定思路，作为约束条件建立了客运专线旅客列车开行方案的综合优化模型。
关键词：客运专线；旅客列车开行方案；优化模型
The Influencing Factors and Optimization Models of
Passenger Train Plans for Passenger Railway Line
ZHONG Qing-lun
(School of transportation and logistics, Southwest Jiaotong University, Sichuan Chengdu 610031, China) Abstract: On the basis of analyzing the current status of passenger train planning for passenger railway line, this paper referred to the research achievements of foreign and domestic scholars. By applying influencing factors like the passenger O-D flow distribution, comprehensive maintenance blocking, utilization of high speed multiple units and optimization technology like dynamic feedback control into the constraints, this paper built a comprehensive optimization model. Keywords: passenger railway line; passenger train plan; optimization model
0 前言
根据我国高速铁路中长期发展规划，2020 年我国将建成“四纵四横”铁路快速通道及 4个城际高速客运系统，建设客运专线1.2万km 以上，构成高速客运网络的基本骨架，以解决铁路运能不足和满足我国社会经济发展的需要。
随着旅客运输市场上各种交通方式日趋激烈的竞争，需要不断调整旅客列车开行方案以适应需求、提高服务，原有人工逐步修正旅客列车方案的方法无法适应科技进步、现代管理和经营理念的发展。由于我国客流密度大、结构复杂的国情，高速客运专线旅客列车应力求实现小编组、高密度、公交化运行，以有效满足多样化的客流需求[1]。高速铁路和客运专线的推出，形成新建高速铁路、客运专线、普速铁路、提速普速铁路构成的铁路运输网络，使客流构成和服务需求发生很大变化，使旅客列车开行方案更为复杂化。
旅客列车开行方案的编制考虑因素较多，我国己有学者在开行方案编制和优化方面进行了广泛的研究。本文在前人研究的基础上，对客运专线旅客列车开行方案的编制及优化方法
提出可行的参考性意见。
1 客运专线旅客列车开行方案研究现状
我国旅客列车开行方案的编制在铁道部列车运行图编制委员会的统一领导下进行，目前主要由手工制定，以经验判断的定性分析为主。在实际工作中，一般是以现行运行图中开行的旅客列车或相似条件下的其他线路运营经验为基础，根据计划客流，确定加开的、慢改快、快改特快、短变长的旅客列车，综合形成一个新的旅客列车开行方案。
在旅客列车开行方案理论研究方面，国内有很多学者进行相关研究工作，研究成果涉及的范围也很广泛。其中，最有代表性、研究内容较系统的研究者有西南交大的彭其渊，中南大学的史峰，华东交通大学的查伟雄等几位教授以及他们所在的研究团队。
彭其渊所在的西南交通大学客运专线运输组织课题组针对我国即将建成的客运专线网络，对客运专线车站布局、运输组织模式、列车运行计划、动车组运用、旅客列车开行方案等内容进行了系统的研究[2]。其中，开行方案编制部分，以铁路部门的收益、旅客的出行成本和客运周转量三个方面作为优化目标，建立开行方案综合模型，将列车对数、运行区段、停站集合、列车等级及客流分配结果都作为模型变量。因模型的复杂性很难对其直接求解，因此采取分层求解的方法：首先结合列车开行的原则、列车载客容量等确定列车的运行区段、开行数量及列车等级;然后采用改进的遗传算法求解列车的停站方案。客流分配也是以多目标规划的形式给出模型。目标函数是使有效客运周转量最大和旅客出行成本最少。同时考虑客流的性质、特点、出行心理的因素造成不同类型旅客对出行时间和费用支出的重视程度不同，突出旅客对列车选择的主动性，提出不同类型旅客对费用和时间的权重问题，最终得出不同等级列车吸引不同类型客流量的大小。
中南大学史峰等[3]从铁路运输企业和旅客两方面的利益出发建立了客运专线相关旅客列车开行方案的多目标优化模型，从客运专线网的角度对客车开行方案进行了优化。其中包括旅客换乘的疲劳恢复时间计算模型、旅客消费选择模式、列车开行数量计算方法、列车类别确定的动态规划方法。充分体现了铁路运输企业的客票收入、列车公里费用和中转组织费用，以及旅客的票价、旅行时间支出和疲劳恢复时间等双方利益，也贴切地反映了运输市场的需求关系。
华东交通大学的查伟雄等[4]采用定量和定性分析相结合的方法，根据路网上旅客O-D流量，以方便旅客旅行为目标建立数学模型，将直通旅客列车开行方案的确定归结为二分图的最大权匹配问题，得到初步的优化方案，再根据现场的实际情况，结合专家知识，对列车点到点的开行进行经济有利性分析，适当地调整某些线路，使列车开行方案经济合理，线路负载分布均匀，减少运能虚靡，从而在定量分析和定性分析相结合的基础上得到一个较为满意的直通旅客列车开行方案。
2 客运专线旅客列车开行方案相关因素分析
2.1 客流需求
客流是制定旅客列车开行方案的基础，而开行方案的最终目标也是将各起讫点的客流分配到相应的线路和列车上，以完成旅客的出行需求。客流量的大小决定着列车开行方案中列车的开行数量、运行区段等内容，而列车开行方案和运行图也会对客流产生抑制或诱增等影响。因此，开行方案的制定在客流预测的基础上要充分考虑客流的波动规律。客流的结构也对开行方案中开行列车的等级和种类造成影响，不同消费层次的旅客对旅行条件有不同的需求，快速铁路网覆盖了各种消费层次的客流，高速铁路客流主要来自既有铁路的高端客流、部分航空客流(中长途)、部分公路高端客流(中短途)及诱增客流。选择高速铁路出行的旅客与选择既有线出行的旅客相比，一般对时间要求高，更加追求速度；收入水平较既有线旅客高，费用方面的考虑较少；因公务、商业活动出行的比例较高。旅客对高速铁路运营的安全性、速度、舒适性要求比既有线更高。而选择既有线中速列车的旅客往往对出行费用更加关心，在保证基本安全性与舒适度要求的条件下，期望以最经济的方式完成出行。
从运输组织模式的角度，在快速客运网中，会产生三种客流：高速客流(由高速线高速列车运输)、跨线客流(客流的始发与终到站都不在高速线，但途经高速线的某一段)、沿线客流(由既有线普通列车运输)。跨线客流将占有相当大的比例，要合理选用直达与中转相结合的旅客运输组织方式，避免动车组维修资源分布过于分散的局面，提高铁路资源利用和人员运送的效率。
2.2 运输组织模式
快速客运网的运输组织模式就是快速客运网中各等级线路上开行何种列车及如何组织列车运行。尤其对于高速线的跨线客流是以直达模式输送还是以换乘模式运送，若采取直达模式，是采用高速列车下线还是中速列车上客运专线的模式；在客运专线与既有线平行的区段，客流是如何在两种线路上分配的；不同停站方案的列车是否有在不同类型线路上运行的原则；本线列车和跨线列车是否共线运行等问题都对列车开行方案中的列车等级、编组方式、停站方案等造成影响。对于列车在客运专线和既有线间的上下线问题应该通过相关的技术经济评价并结合客流量和铁路运输企业的效益决定，并作为开行方案的约束条件；另外，随着客运专线的修建和投入运营，目前深受旅客欢迎的夕发朝至列车将会受到影响，并有所减少，但夕发朝至列车是否继续开行、适宜的开行对数，以及维修天窗的设置问题，也是开行方案要考虑的内容。
2.3 车站及区间能力限制
在制定开行方案时，列车开行的数量、运行径路等有时会受到铁路基础设施设备能力的
限制，主要反映在车站能力和区间通过能力上。车站能力主要是指车站的始发列车能力和接发列车能力。车站始发列车的能力除受到发线数目的影响外，主要是受车站整备折返能力的限制。区间通过能力是指采用一定的机车车辆和一定的行车组织方法条件下，区间的各种固定设备在单位时间内(通常是一昼夜)所能通过的最多列车数或对数。其大小主要决定于区间正线数、区间长度、线路纵断面、机车类型、信号、连锁、闭塞设备的种类。在快速客运网列车开行方案的制定过程中要充分考虑车站能力和区间通过能力对列车开行对数的限制，列车起讫点不宜过多，同时要考虑一些列车集中到发的大型枢纽站的能力，特别是衔接方向较多的车站能力往往比较紧张，同时，也不能为了吸引客流，使停站列车数量过多，因为列车停站的增多会降低运输能力，不仅要求车站增加接发能力，还会影响区间能力，特别是导致高峰时段区间通过能力紧张。此外，车站在政治、经济、文化、地理位置等多方面的因素也对开行方案产生影响，有时候国家出于政治目的会对开行方案作出调整。
2.4 铁路企业的成本及收益
铁路运输企业的收益是影响开行方案的直接因素，它等于运营收入与运营成本之差。运营收入包括客票收入和其他附加收入。客票收入是列车运营的主要收入，其大小取决于列车在各运行区间的载客量及人公里票价率。人公里票价率与列车等级、线路类别有关。列车的区间载客量反映了列车对客流的吸引情况，其大小取决于旅客对乘车方案的选择，即客流分配情况，这就要求在计算铁路运输企业收益之前根据开行方案中拟定开行的列车对客流进行合理的分配。为了使列车吸引的客流量达到最大化，开行方案应充分考虑旅客的出行需求、出行心理及旅客的性质、特点。通常情况下，考虑到铁路运输企业的收益，列车的区间载客量应不小于某一给定的值，即列车区间载客量的下限，保证列车的客座利用率。
运营成本分为变动成本和固定成本两个部分。其中变动成本包括列车公里费用、列车的停站费用和旅客中转组织费用。列车公里费用是指列车运行单位公里的费用消耗，与列车等级及路段类别均有关系。可见铁路运输企业的成本与收益直接影响着开行方案的各个要素，同时也是开行方案优化的目标之一，用于对满足客流需求的初始开行方案间的比选。
2.5 旅客出行成本
旅客出行成本是旅客选择交通工具时考虑的重要因素，因此也是制定列车开行方案需要考虑的重要因素。旅客的出行成本主要包括旅客的票价支出及旅行时间消耗，旅客时间消耗主要包括：旅行时间、购票时间、候车时间、换乘时间等，而列车开行方案起讫点、停站次数、列车等级、列车开行频率决定着旅客上述时间消耗的大小。
旅行时间是旅客旅行过程中的主要时间消耗，与列车在各区间运行的平均技术速度和区间里程有关。在列车运行径路确定的情况下，列车在区间运行的技术速度决定了列车在旅行过程中的时间消耗，而列车的运行速度与列车等级和线路级别有关。快速客运网中多种类型线路和不同速度等级列车并存，在制定旅客列车开行方案的过程中应针对旅客对旅行时间的重视程度选择应开行的列车和运行线路。
旅客因列车停站的时间消耗是指由于列车的中途停站而使车上旅客增加的时间消耗，其大小主要与旅客选择的乘车方案中列车的停站方案有关。列车的停站方案主要与客流需求、列车的速度等级、车站等级等因素有关。高速列车停站数目较少，且停站时间较短，而中速列车则相对停站数目较多，停站时间较长;车站等级高，列车在车站停站时间也相对较长，但不是成正比关系。
换乘时间是指旅客由于换乘列车而消耗的时间，主要与可选择列车的开行频率有关。当可选择换乘列车的数目较多时，可根据列车的平均时间间隔确定旅客换乘所需的时间，若可选择换乘列车的数目较少时，可根据旅客换乘时间的统计数据确定。换乘会影响旅客途中休息，增加疲劳感,还可能造成旅客因先乘列车晚点而漏乘后续列车，给旅客搭乘车带来一定的风险，因此,应尽量控制旅客中途换乘次数。客运专线上的换乘往往是为了节省旅客的旅行时间，旅客是否选择换乘与换乘所能节省的时间及旅客愿意为节省时间而付出的经济代价有关，而这两方面又取决于旅客在高速线上的旅行距离。
3 客运专线旅客列车开行方案优化模型
客运专线旅客列车开行方案主要解决客运专线旅客列车运行区段、开行对数与种类，以及停站方案的确定问题。一般来说，旅客列车的基本运行径路是确定的，在此基础上根据区段上客流的密度与分布特征确定列车的开行对数，同时根据旅客需求和线路的等级确定列车的速度等级，并根据客流在线路上的分布情况制定停站方案；停站方案确定后，根据客流的分配与运送情况，有些列车运行径路可以合并到其他径路，从而减少始发、终到站的数量;另一方面，由于停站方案对列车速度的影响，有时需要根据停站方案调整列车的等级，例如，高速线上个别高速列车停站数目较多，而线路上长途直达客流量又很大，并具备有提速既有线与之平行的条件，为了降低站站停列车对其他列车的影响，则可以既有线上中速列车输送沿线客流：有时，一些长途列车根据运行线路情况需要拆分成在不同区段上开行的不同等级的列车，拆分后的列车还可以和其他径路相同的列车合并，这势必会影响列车的始发终到站的设置和列车的开行数量。因此，开行方案各要素的优化过程都不是独立的，而是统一的、循环迭代的过程。
3.1 相关变量描述
设客运专线网络(S,E)，车站集12{s ,s ,
,s }n S =，路段集12{e ,e ,,e }n E =，路段长12D {d(e ),d(e ),,d(e )}n =。不同开行方案的列车集合12{T ,T ,,T }l T =，列车类别()1,2,3k u T =分别表示列车分为高速、中速、普速列车，路段类别()1,2j v e =分别表示路段j e 为客运专线或既有线，类别为()k u T 的列车在类别为()j v e 的路段上行驶速度为
(,)V u v ，票价率为(,)R u v 元每人公里,列车公里费用（各类列车的折旧费、能耗、材料费、维修费、人员工资等）(,)F u v 元/公里，机车车辆固定使用费()G u 元。中转组织费用λ元/人次(车站对换乘旅客提供服务的费用()i N s 。车站能力()i N s ，乘列车k T 在车站i s 的换乘时间(,)k i T s τ，换乘客流量(,)trans k i q T s 。路段通过能力()j M e ，路段客流密度()j U e 。列车席位利用率上下限分别为max α，min α。车站i s 到车站j s 的客流量(,)i j q s s ，列车k T 经过车站i s 和车站j s 与否的0-1变量(,,)0,1k i j T s s ?=，乘坐列车k T 的客流量为(,)k T i j q s s ，其中消费水为1,2,,w g =的客流量(,)k
w T i j q s s ，乘客的时间价值为()time C w 元/小时。列车k T 的日行车对数()k X T ，定员()k A T ，途经站集合12(){,,
,}h k k k k S T s s s =，始发站1()k k s T s =，终到站()h k k z T s =，途经路段集合12(1)(){,,,}h k k k k E T e e e -=，定义列车k T 是否以车站i s 为
始发站的0-1变量1()1,2,,(,){0()1,2,,k i k i k i s T s i n T s s T s k l δ==??= ?≠=??
，(,)=1,0k i T s γ分别表示列车k T 在车站i s 停站与否，停站时间(,)k i t T s ，停站费用(,)k i c T s (包括列车起停引起的额外能耗、时间附加时分、占用线路通过能力的费用、车站额外费用的增加等)。(,)=1,0k i T s σ分别表示列车k T 途经路段j e 与否。
列车开行方案通常考虑的优化目标主要有：铁路运输企业的收入、运输成本、旅客周转量、直达旅客数量、剩余旅客数量、列车虚靡程度、旅客的出行成本、列车旅行时间、旅客舒适度、方便性、运输设备能力利用情况、动车检修方便性等；约束条件通常需要考虑运输组织方面、运输设施设备能力约束，和客流需求的满足程度等方面。
旅客周转量反映铁路的旅客运输量，是用于计算企业收入、计算和分析运输成本的依据，本模型以铁路运输企业的收入和费用支出为优化目标，涵盖了旅客周转量所反映的信息。客运收入主要包括客票收入、行李包裹收入、邮运收入，以及为旅客提供特殊服务等其他收入，其中，客票收入所占份额最大，因此，模型中国铁路企业收入主要考虑客票收入，它等于公里票价率、旅客数量与旅客出行距离的乘积：
,((),())(,)()k i j k ki income k ki T i j ki s s S T T e E C R u T v e q s s d e ∈∈∈=
??∑∑∑（4-1）
铁路企业的费用支出主要包括开行列车的固定成本（即每个车辆及机车的固
定使用费）、列车公里费用（即列车运行单位公里的费用消耗）、列车停站费用、 旅客中转组织费用等。
cos (())()((),())()(,)(,)(,)
k k i k i k i t k k k i i T T T T e E
trans k i k i k i T T s S T T e E C G u T X T F u T v e d e q T s T s c T s λγ∈∈∈∈∈∈∈=
?+?+?+?∑∑∑∑∑∑∑（4-2）
旅客的出行成本主要包括旅客为出行支出的费用和在旅途中付出的时间成本，旅客出行的费用支出主要指票价，相对于票价，其他支出如餐饮、娱乐、候车等消费性支出可以忽略不计，旅客的出行时间包括列车上的时间和换乘时间。
选择k T 列车的单位旅客票价可以由票价率和旅客的出行距离乘积获得，即:
()((),())()i k k ki i e E
C T R u T v e d e ∈=?∑（4-3）
选择k T 列车的单位旅客在列车上的时间消耗包括列车运行时间和列车停站时间：
()()=(,)(,)((),())i i i k k i k i e E s S k i
d e T T T s t T s V u T v e γ∈∈+?∑∑（4-4） 选择k T 列车的需中途换乘的旅客换乘时间消耗为：
1
(,)(,)(,)k i w trans k i k i T k j s S w T T s T s q T s τ∈==?∑∑（4-5） 另外，为了保证开行方案对客流的满足情况，将剩余客流数量也考虑进优化目标当中。
3.2 模型
根据以上分析，得到如下旅客列车开行方便优化多目标规划模型。
1income cost max Z C C =-（4-6）
2,1,1(,)[()()()](,)(,)()
k i j k k i j k g w T i j k time k s s S T T w g w
w T i j trans k i time s s S T T w min Z q s s T T C w C T q s s q T s C w ∈∈=∈∈==
++??∑∑∑∑∑∑（4-7） 3(,)i j s i j s S s S
min Z q s s ∈∈=∑∑（4-8）
i 11
..(,)(,)(S )l l k i k i k k s t
T s T s N δλ==+≤∑∑（4-9） 1
(,)()()()l k j k k j k T s A T X T U e σ=??≥∑（4-10）
1
()
(,)()()j min max l k j k k
k U e T s A T X T αασ=≤≤??∑（4-11） 1(,,)()()(,)l
k i j k k i j
k T s s A T X T q s s ?=??≥∑（4-12） 1
(,)(,)k k g w T i j T i j w q
s s q s s ==∑（4-13） 11(,)(,)k g l w
T i j i j k w q s s q s s ===∑∑（4-14）
(,)0k
w T i j q s s ≥（4-15） 1
(,)()l k j j
k T e M e σ=≤∑（4-16） 优化目标式（4-6）是最大化铁路企业收益：优化目标式（4-7）是最小化旅客出行成本;优化目标式（4-8）是未满足的旅客数量最少；约束条件式（4-9）是在某站始发和停站的列车数目之和不大于该站始发及接发列车能力；约束条件式（4-10）是列车载客能力满足区段客流密度需求；约束条件式（4-11）中席位利用率下限是为了保证铁路企业利润,席位利用率上限是为了减少列车超员状况,保证旅客服务水平；约束条件式（4-12）是站间列车载客能力满足站间客流量需求；约束条件式（4-13），（4-14）和（4-15）是客流量的关联约束;约束条件式（4-16）是区间通过能力限制。
该列车开行方案优化模型中，停站方案优化模型是在所有开行的列车运行径路（始发站和途经站）确定的情况下，考虑停站次数、旅客的满足情况和列车虚靡，单独对列车停站方案的优化，主要目的是形成初始方案中可行且较优的停站方案,如果列车数量和径路发生变化,则需要重新计算停站方案；而开行方案优化模型中，停站方案是在考虑停站时间和停站费用对开行方案总费用影响的条件下，随列车对数和列车径路变化的动态优化，结合开行方案优化算法，列车数量、径路和停站方案可以同时进行优化。
4 结论
论文以快速客运网为研究对象，以国内外先进理念和方法为参考，以新的路网条件为背景，结合我国快速客运网规模大、线路等级多、旅客需求多样化的特点，根据我国客流特征、运输组织模式等研究适合我国国情的客运专线列车开行方案编制模型，最终形成直达和中转合理组配的开行方案，对客运专线列车开行方案的编制和相关研究具有一定的理论和实践意义。
参考文献
[1]史常庆. 客运专线旅客列车开行方案问题研究分析[J]. 交通与运输, 2013, 29(H12): 119-122.
[2]彭其渊等. 客运专线运输组织[M]. 北京：科学出版社. 2007, 1.
[3]史峰, 邓连波, 黎新华, 等. 客运专线相关旅客列车开行方案研究[J]. 铁道学报, 2004, 26(2): 16-20.
[4]查伟雄, 符卓. 直通旅客列车开行方案优化方法研究[J]. 铁道学报.2000, 22(5):2-5.
高速铁路旅客列车开行方案大纲 第一章绪论(第五周写完，第六周周一交) 1.1选题背景 1.2选题意义 1.3国内外高速铁路开行方案研究现状 1.3.1国内高速铁路开行方案研究现状 1.3.2国外高速铁路开行方案研究现状 1.4 论文的主要研究内容和思路 1.4.1 论文的主要研究内容 1.4.2 论文的主要研究思路 第二章国外高速铁路开行方案优缺点分析（第六周写完，第七周周一交） 2.1 德国高速铁路开行方案分析 2.2 法国高速铁路开行方案分析 2.3 日本高速铁路开行方案分析 2.4 各国开行方案优缺点总结 第三章高速铁路旅客列车开行方案影响因素分析（第七周写完，第八周周一交）3.1 旅客列车开行方案的定义 3.2 旅客列车开行方案的设计原则 3.3 旅客列车开行方案影响因素分析 3.3.1 高速铁路运输组织模式 3.3.2 高速铁路客流量 3.3.3高速铁路旅客出行费用 3.3.4 高速铁路点线能力和列车编成 3.3.5 铁路部门收益 第四章开行方案模型的建立（第八周写完，第九周周一交） 4.1旅客列车开行方案相关条件假设 4.2旅客列车类型的确定 4.3旅客列车开行数量的确定 4.4 停站方案的确定 第五章算法分析（第九周写完，第十周周一交） 5.1 路网结构图的构造与简化 5.2 旅客列车开行方案模型的简化 5.3 旅客列车开行方案的求解 5.4 计算机编程算法分析 总结（余下部分，第十周写完，第十一周周一交） 致谢 参考文献 附录 5.4最新最完整的论文,翻译的论文和原版的论文,日志和指导记要,自查表,PPT(5-10分钟)题目,姓名,指导老师,(5分钟内容，大纲为主，10张PPT左右)28正文，32标题（字号）
第五章优化旅客列车编组结构及开行方案在竞争激烈的客运市场上，随着技术的日新月异，旅客的需求是在不断变化的。近几年我国经济正在迅速发展，人们的生活和工作节奏加快，对于铁路客运产品在快速、舒适、便捷等方面的要求有很大提高。为此，要求铁路运输企业必须强化市场意识，以旅客现在的需求和未来可能的需求为依据，发挥自身的技术优势，调整现有客运产品的结构，从方便旅客、满足旅客需求出发，按客流变化的规律，开行不同种类、不同编组的列车，为旅客提供安全、快速、舒适的旅行条件和多种客运产品。使铁路客运产品多样化的一个重要手段便是优化旅客列车的编组结构和开行方案。 第一节优化旅客列车的编组结构 旅客列车的编组是由旅客乘坐的车辆及非旅客乘坐的服务性车辆组成的。旅客乘坐的车辆包括硬座车、软座车、硬卧车、软卧车；服务性的车辆包括餐车、行李车、邮政车以及用于长途旅客列车包乘组休息而编挂的宿营车。 旅客列车编组中车辆的类型及数量要根据客流量的大小、客流的构成、列车全程运行时间等因素来确定。要充分利用铁路运输能力，提高运输效率和经济效益，就必须合理编组列车。短途客流量时段分布相对分散，在途旅行时间较短，短途旅客列车应尽量采用小编组。中、长途旅客列车由于行车密度相对较小，应适当增加编组。同时。还可以按淡季、旺季客流量的不同制定出季节性的旅客列车编组方案。 我国长途旅客列车的编组基本上是七车式，即由硬座车、硬卧车、软卧车、宿营车、餐车、行李车、邮政车组成。短途旅客列车的编组以四车式为主，一般挂有硬座车、餐车、行李车、邮政车。根据运输市场需求的变化，可对这种固定编组的方法进行适当的调整。 一、调整列车编组内容 1.减挂餐车 在过去的列车编组中，餐车是长途旅客列车的主要组成部分，它为旅客和列车乘务员的就餐提供了方便。随着列车运行速度的不断提高，很多列车尤其是“夕发朝至”列车，全程运行时间不在供餐时间内，或途中只有一次供餐。例如，2006执行的运行图中，某趟列车晚上21∶15从配属站出发，次日10∶54到达折返站；返程16∶50从折返站出发，次日6∶12回到配属站。该趟列车往程只需供一次早餐，返程只需供一次晚餐。在类似这样的列车上编挂餐车，既浪费了运输能力，又无法取得理想的餐车经营效益。这些列车完全可以甩掉餐车，推广袋装、盒装食品和用快餐供应解决旅客用餐问题。 对于运行时间较长、途中需多次供餐的列车，如果其运行在运能远不能满足运量需求的区段，也可以根据列车运行时间，指定一些大站作为快餐定点供应处，改车上供餐为站上供餐，从而减挂餐车，换挂硬座车或硬卧车，提高了紧张区段的运输能力。 2.调整座、卧车的比例 中、短途旅客列车以挂座车为主，不挂或少挂卧车；长途旅客列车，可适当多挂卧车或开行全列卧铺列车。白天运行的城际旅客列车，可整列编组座车，并根据客流层次的需要加挂一定数量的软座车。夜间运行的旅客列车，也可根据运输市场需求整列编挂卧席车。 3.调整行李车的编挂数量及开行行包专列 根据市场调查的结果，运输距离在200 km以内的行包运量很小，大部分短途行包均由公路运输了，因此，短途旅客列车上可以不挂行李车。 反之，对于行包运输能力紧张的线路方向，还可以增加行李车的编组辆数或者开行行包专列。凡有稳定、大宗行包货源的车站，运量达每日开行一列，每列不少于300 t时，均可
给定一条有A 、B 、C 、D 、E 、F 六个车站的高速铁路线路，编制其列车开行方案。已知条件如下： （1） 表1为单向客流OD 斜表，其中“G ”等级列车的客流比例为80%，“D ”等 级列车的客流比例为20%，图1为各区段客流密度图； （2） 将A -D 、A -F 区段定为列车的开行区段； （3） 设定几种可选的列车停站模式，如图2所示； （4） 列车定员为1000人； （5） 列车开行方案编制的原则参照课堂案例。 要求：编制该条高铁线路的列车开行方案（详细写出编制过程），并计算分析： （1） A-F 各区段客流密度及列车输送能力对比； （2） A-F 各区段各列车的上座率； （3） A-F 区段各OD 间列车直达服务频率。 表1A -F 方向客流OD 斜表（人/h ） 合计 A 600 300 1000 200 1100 3200 B 0 200 250 150 200 800 C 0 300 150 350 800 D 0 100 200 300 E 600 600 合计 600 500 1550 600 2450 5700 A B C D E F 图1A -F 方向各区段客流密度图 A B C D E F G 1D 1G 2G 3D 2 G 4图2A -F 方向列车停站模式示意图
参考答案： 计算由“G ”字头列车承担的客流OD 斜表。 表2A -F 方向由“G ”字头列车承担的客流OD 斜表（人/h ） B C D E F 合计 A 480 240 800 160 880 2560 B D 0 0 0 80 160 240 E 480 480 合计 480 400 1240 480 1960 4560 (1) 根据编制原则，首先开行G 1模式列车。G 1列车能承担的客流中， 客流密度最小的区段为D-F ，有1040（人）。 D-F 间1040 =1.0411000 1G N = ≈（列） G 1列车可以承担的客流见表3，客流按表中从左到右的顺序进行分配。 表3G 1列车承担OD 客流表（人/h ） 客流区段 A -F A -D D -F 客流量 880 120 120 更新客流斜表： B C D E F 合计 A 800（880 C 0 (2) 考虑开行G 2模式列车。至此，A 、B 、D 、E 、F 站之间客流密度最小的区段为D -E ，有560（人）。 560 =0.5611000 2G N = ≈（列） G 2列车可以承担的客流见表4，客流按表中从左到右的顺序进行分配。 表4G 2列车承担OD 客流表（人/h ） 客流区段 A -E B -F A -D D -F A-B D-E E-F 客流量 160 160 680 40 160 80 480 更新客流斜表： B C D E F 合计
旅客列车开行方案设计说明书时间：2019年11月20日
目录 1 设计背景 (1) 2 课程设计分析与计算 (1) 2.1 绘制客流密度图 (1) 2.1.1 客流斜表 (1) 2.1.2 客流密度图 (1) 2.2 旅客列车开行方案设计 (3) 2.2.1 下行方向 (3) 2.2.2 上行方向 (4) 2.2.3 上、下行方案调整 (6) 2.3 旅客列车开行方案评价与优化建议 (7) 3 课程设计总结 (9) I
1 设计背景 某铁路线设定8个直通客流区段，假设仅开行本线旅客列车，各站在指定客流月的 表-1 已知该铁路线上开行的旅客列车种类如下： ①特快旅客列车（特快T），定员1000人； ②快速旅客列车（快速K），定员1200人； ③普通旅客列车（普快），定员1400人。 其中，特快、快速旅客列车的客流需求分别占30%与40%，仅考虑硬座。 2 课程设计分析与计算 2.1 绘制客流密度图 2.1.1 客流斜表 根据表-1的数据，可以绘制以下图表-2
2.1.2 客流密度图 以下图3为客流密度图 A B C D E F G H I 图3 17202 19928 24756 26193 23628 17362 10600 10966 21729 22007 23396 19279 15682 7912 10148 17812 下行 上行
2.2 旅客列车开行方案设计 2.2.1 下行方向 从图表-3中不仅能清楚地看出各方向上各客流区段旅客的流量、流向，而且可以看出客流的大量发生、消失和变化较大的地点，为划分旅客列车运行区段、确定列车种类及开行对数的工作提供了有利条件。 计算各种旅客列车数 A-I区段：7912人 N特快=AK特快/a特快=（7912*30%）/1000=2 (373) N快速=（7912*40%）/1200=3 (435) N客=（7912-2*1000-3*1200）/1400=2 (88) A-H区段：10148-7912=2236人 N特快=（2236*30%）/1000=1 (329) N客=（2236-1000）/1400=1 (164) 由于开一辆特快列车后还剩1236人，超出快速列车的额定人数，且刚好够一辆普客列车进行输送。 B-H区段：15682-10148=5534人 N特快=（5534*30%）/1000=2 (339) N快速=（5534*40%）/1200=2 (186) N客=（5534-2*1000+2*1200）/1400=1 (266) B-G区段：17812-15682=2130人 N特快：（2130*30%）/1000=1 (361) N快速=（2130*40%）/1200=1 (348) N客=（2130-1000-1200）/1400≈0 C-G区段：19279-17812=1467人 N特快：（1467*30%）/1000≈0…… N快速=（1467*40%）/1200≈0…… N客=（2130）/1400=2 (350) C-D、D-E客流密度相差不大，客流密度统一取22007人 C-F区段：22007-19279=2728人 N特快：（2728*30%）/1000=1 (181) N快速=（2728*40%）/1200=1 (108)
第34卷增刊 2000年 上海交通大学学报 JOU R N AL O F SHA N GHA I JIA OT ON G U NI VER SIT Y Vol.34S up. 2000 文章编号:1006-2467(2000)S 1-011-04 铁路旅客列车开行方案决策模型 周立新 (上海铁道大学运输管理工程系,上海200331) 摘 要:在分析传统运输模型不足的基础上,综合考虑旅行时间、旅行费用、旅行方便与舒适多因素对市场细分的影响,以及运输能力使用与需求转移的影响,构造了一个旅客列车开行方案决策模型.其应用分两步进行:通过预测客运需求和各类客流特征(如平均收入水平),确定不同旅客列车需求量的概率分布;用NLP 模型求解各类旅客列车开行方案(列数).模型中参数定性分析表明,不同种类旅客列车间速度、票价以及旅客特征之间比值变化对铁路客运量增减及分布有着较大影响.关键词:旅客列车;客运需求;决策模型中图分类号:U 292.91 文献标识码:A Decision Model of Railway Passenger Trains Plan ZH OU L i -x in Dept .of T ransportation Management Eng .,Shanghai Tiedao Univ .,Shang hai 200331,China Abstract :After analyzing the disadvantages of co nv entio nal tr ansport model,a new m ath m odel(N LP)for decision of passenger trains operating plan was put fo rw ard ,w hich includes the influence of transpo rt re-source utility and the passeng er dem and chang e affected by train travel time and cost as w ell as comfort and accessibility.T her e are two m ain steps fo r g etting the solution of the m odel.First,the probability distri-bution of differ ent level trains was calculated thr oug h the forecast of all kinds passeng er demand and their characteristics (e .g .average income per capita ).T hen ,the model was applied to decide operating plan for different trains.At last,accor ding to qualitative analysis of so me factors included in the mo del,the ratio s of travel speeds,cost betw een different trains and chang e of passenger characteristics will make effects co nsiderably on the railw ay passeng er vo lum e and its distribution .Key words :passenger tr ain ;passeng er demand ;decision mo del 收稿日期:1999-12-28 作者简介:周立新(1958～),男,副教授. 进入90年代以来,在公路和民航异军突起的竞争下,铁路已退出了客运“老大”的地位.已启动的铁路客运发展战略,以铁路旅客列车全面提速为先导,以增开“双优”列车为手段,增加铁路经营的效益,增强铁路可持续发展的实力.然而,不同阶层的旅客(如公务员、商人、公司职员、学生、工人、农民等)对交通消费有不同的理念与需求,一味地通过提高列车等级、改善旅行环境,在某个时期不一定能达到预期目的,措施不当可能会事与愿违.如在全路旅客列 车上档次的高潮中,上海铁路局蚌埠铁路分局辖内“绿皮”低等级旅客列车却常常成为“抢手产品”.其最主要的原因是该分局的旅客构成中,农民(或称民工流)约占50%.因此,建立一个考虑市场客运需求成分影响的旅客列车开行方案决策模型,对实现旅客列车开行方案决策科学化具有重要意义. 1 传统模型分析 1.1 传统模型 设某铁路客运站的客流成分按职业或阶层大致划分为m 类,计划开行的旅客列车品种有n 种.传
客运专线旅客列车开行方案影响因素及其优化模型 钟庆伦13071026 （西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都 610031） 摘要：本文在分析既有的客运专线列车开行方案制定现状的基础上，借鉴了国内外学者的相关研究成果，综合考虑客流O-D分布、综合维修天窗设置、动车组运用以及开行方案的动态反馈等影响因素和开行方案制定思路，作为约束条件建立了客运专线旅客列车开行方案的综合优化模型。 关键词：客运专线；旅客列车开行方案；优化模型 The Influencing Factors and Optimization Models of Passenger Train Plans for Passenger Railway Line ZHONG Qing-lun (School of transportation and logistics, Southwest Jiaotong University, Sichuan Chengdu 610031, China) Abstract: On the basis of analyzing the current status of passenger train planning for passenger railway line, this paper referred to the research achievements of foreign and domestic scholars. By applying influencing factors like the passenger O-D flow distribution, comprehensive maintenance blocking, utilization of high speed multiple units and optimization technology like dynamic feedback control into the constraints, this paper built a comprehensive optimization model. Keywords: passenger railway line; passenger train plan; optimization model 0 前言 根据我国高速铁路中长期发展规划，2020 年我国将建成“四纵四横”铁路快速通道及 4个城际高速客运系统，建设客运专线1.2万km 以上，构成高速客运网络的基本骨架，以解决铁路运能不足和满足我国社会经济发展的需要。 随着旅客运输市场上各种交通方式日趋激烈的竞争，需要不断调整旅客列车开行方案以适应需求、提高服务，原有人工逐步修正旅客列车方案的方法无法适应科技进步、现代管理和经营理念的发展。由于我国客流密度大、结构复杂的国情，高速客运专线旅客列车应力求实现小编组、高密度、公交化运行，以有效满足多样化的客流需求[1]。高速铁路和客运专线的推出，形成新建高速铁路、客运专线、普速铁路、提速普速铁路构成的铁路运输网络，使客流构成和服务需求发生很大变化，使旅客列车开行方案更为复杂化。 旅客列车开行方案的编制考虑因素较多，我国己有学者在开行方案编制和优化方面进行了广泛的研究。本文在前人研究的基础上，对客运专线旅客列车开行方案的编制及优化方法
文章编号:1674 2974(2009)01 0085 04 铁路公交化旅客列车开行方案优化 肖龙文 ,史 峰 (中南大学交通运输工程学院,湖南长沙 410075) 摘 要:列车开行方案直接影响旅客运输的需求和铁路企业的成本支出.在充分考虑影响城市间开行列车的各种主要因素的基础上,建立了确定在两主要城市间开行合理列车对数、列车载客人数、旅客列车在沿线车站停车次数及停车机会的数学模型,使旅客延误的总时间最少,并使铁路企业获得最大的经济和社会效益.利用该方法对广深线列车运行方案进行计算,得出了合理的列车运行方案. 关键词:铁路公交化;旅客列车开行方案;经济和社会效益 中图分类号:U293.1 文献标识码:A Optimization of Train of Mass Transit Type Plan XIAO Long wen ,SHI Feng (School of Traffic and Transportation Engineering,Central South Univ,Changsha,Hunan 410075,China) Abstract :The passenger train plan directly influences railway passenger transport demand and c ost of enterprises.According to the related factors of train operating between cities,a mathematical model was established.It calculated the reasonable number of train between two main cities,the number of passengers,railway passenger train parking time and the parking opportunities along the railway line.The target was to minimize total time that passengers delayed and to max imize economic and social effects of railroad enterprises.Opportune train operation was calculated with the Guangzhou-Shenzhen train line. Key words :train of mass transit type;passenger train plan;economic and social effects 随着我国沿海地区经济的快速发展,以超大城市为核心的都市群现象日益凸显,都市群的合力进一步加强.城际列车的开行将极大地满足人们出行的需求,促进经济的发展,提高铁路客运的竞争力[1-2] .具有高速度、高密度、小编组的铁路公交化运输模式是我国沿海发达地区交通运输必然趋势[3],为解决城际列车运输及列车公交化运输组织的一系列问题,一些学者从列车开行方案、开行公交化列车的可行性、实现公交化运输的车站设备及组 织等多方面进行了研究[4-9] .本文主要从列车运行方案与乘客的旅行时间及铁路运输企业的经济效益的关系出发,着重研究铁路公交化旅客列车开行方 案及其相关问题. 1 公交化旅客列车开行间隔时间及列车载 客人数的确定 旅客从A 城到B 城,在选择交通工具时主要考虑不同运输方式提供的运输服务质量及自身的具体情况.评价运输服务质量的指标有旅行总时间、旅行费用、安全性、方便性、舒适性、运行时间、正点率等等,而自身的具体情况包括经济收入、个人偏好等.在铁路各种固定设备和活动设备已确定的条件下,必须确定合理的列车开行间隔及旅客列车定员,以方便旅客出行,从而吸引客流,同时减少运输成本, 收稿日期:2007-12-10 基金项目:国家自然科学基金资助项目(70470147) 作者简介:肖龙文(1965-),男,江西吉安人,中南大学副教授,博士研究生 通讯联系人,E mail:xlw65@https://www.doczj.com/doc/cc3883091.html, 第36卷 第1期2009年1月 湖南大学学报(自然科学版) Journal of Hunan Uni versity(Natural Sciences)Vol.36,No.1Jan 2009
《铁路旅客运输》复习思考题 第一篇绪论 第一章概述 1.铁路旅客运输的国家属性。 2.铁路旅客运输的特点和技术经济优势 3.铁路旅客运输的地位和作用。 4.世界铁路旅客运输的发展趋势。 5.旅客运输产品的概念、计量单位和产品总量的概念。 6.铁路旅客运输产品质量特性。 7.旅客运输产品的发展趋势。 8.我国铁路旅客运输组织体系。 第二章我国铁路旅客运输线网布局 1.我国铁路客运线网布局特点。 2.高速铁路的定义。 3.“四纵四横”高速铁路网规划内容。 4.“八纵八横”高速铁路网规划内容。 5.我国动车组检修布局考虑的因素。 6.我国高速列车开行的主要特点。 第二篇铁路客运设备及能力计算 第一章铁路客运设备 1.铁路客运设备类型及其组成。 2.客运站作业及设备的组成。 3.客运站布置图基本类型。 4.流线概念及流线组织原则、流线疏解基本方式。 5.按高度设计，旅客站台分类。 6.客车整备所的作用、设备组成及作业方式。 7.动车检修基地（动车段）主要功能。
第二章铁路客运设备计算 1.影响候车室候车能力的主要因素及计算方法。 2.影响天桥、地道通行能力的主要因素及计算方法。 3.影响进、出站口旅客通行能力的主要因素及计算方法。 4.客运站售票能力及其计算方法。 5.跨线通道能力与进、出站口能力的协调条件。 第三篇铁路客运产品设计 第一章铁路旅客运输需求及市场调查 1.旅客运输需求的概念及其要素。 2.分析我国铁路旅客运输需求环境。 3.运输需求、运输供给与运输量相互关系。 4.旅客运输需求结构可以从哪两个方面分析，分别包括哪些角度。 5.旅客交通行为理论的基本观点及旅客出行选择的影响因素。 6.铁路客流调查的常用方法及特点。 7.旅客运输市场调查的原则、步骤、方法及特点。 8.调查数据资料分析的类型、数据分析的特点、数据分析的基本要求。 第二章铁路旅客运输计划 1.铁路旅客运输计划的分类及特点。 2.客流的概念、组成要素及分类。 3.铁路客流计划编制要素、相关概念和类型。 4.客流计划编制依据及相关专用报表（精密统计）。 5.车站客流调查范围的划定方法，什么是定点、定线客流调查。 6.客运营销辅助决策系统功能的特点。 7.客流计划编制步骤。目前我国直通客流图是按照什么客流编制。 8.管内客流图的编制方法及指标计算。 第三章铁路旅客列车开行方案 1.旅客列车开行方案的概念、类型；
地铁开行方案设计 导语：天才是由于对事业的热爱而发展起来的。简直可以说，天才就其本质而论只不过是对事业，对工作的热爱而已。以下小编为大家介绍地铁开行方案设计文章，欢迎大家阅读参考! 地铁开行方案设计摘要：基于城市轨道交通列车开行方案优化的目的，本文从列车编组方式、列车开行频率等方面对城市轨道交通列车开行方案进行了简要分析，并从优化列车开行数量、编组长度、开行时段等角度，对城市轨道交通列车开行方案的优化方法进行了探讨，希望能为城市轨道交通列车的合理开行提供参考。 关键词：城市交通；轨道交通；列车开行；优化 城市轨道交通列车开行方案涉及列车在沿途车站停靠和发车的时刻，也是对不同部门之间的工作进行协调的基础，是为了满足城市交通需求，并保证列车运行的安全性。基于对旅客广义出行费用、铁路运营成本等方面的考量，在满足不同时段客流需求的基础上，为降低运营成本，需从列车开行数量、开行时段、编组方案等方面进行考虑，结合对不同时段的客流需求、出行费用等方面的考量，对列车编组方式进行明确，以此实现对城市轨道交通列车开行方案的优化。 1.列车开行方案的相关概念
城市轨道交通线路R=，涉及多个车站，以双线方式运行。其中，F代表的是车站集合，从上行方向的始发站开始直至列车你转到下行方向，可将车站标记为1，2，3，4n，即F={1,2,3,4，n}，M代表线路区段集合，M={m|v，s∈J}。在城市轨道交通列车日常运行过程中，列车运行时段可用表示。 出于对列车开行频率及安全管理的考虑，依据车站能力、站线长度等因素，应对城市轨道交通列车应进行固定、统一的编组，并根据不同类型的列车，制定基本编组单元列车与组合编组列车两种灵活编组方案。基本编组单元列车是列车编组的最小编组单元，正常情况下不需要对其进行拆解，主要是由动车、首尾车等组成的列车。组合编组列车主要是由两组或两组以上但不超过4组的基本编组单元列车组合构成。据此将基本编组单元列车集合定义为Q，集合范围为Q={Qk|k=1,2,3,4K}，K是指单元列车种类的总数，k代表具体的基本编组单元列车，而Qk是指单元列车的额定载客量。 在城市轨道交通列车编组过程中，不仅可对列车的车辆段进行解体和编组，也可以拆解或联挂的方式在车站的解编线进行作业。 对于城市轨道交通列车开行方案的设计和确定，需要对列车运营时段、交通线路、列车编组方式等多方面进行考虑，以此保证城市轨道交通列车开行方案的适宜性和科学性。 2.城市轨道交通列车开行方案的优化方法