客運(yùn)專線旅客列車開(kāi)行方案影響因素及其優(yōu)化模型

1、鐘慶倫13071026(西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川成都610031)摘要：本文在分析既有的客運(yùn)專線列車開(kāi)行方案制定現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，借鑒了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的相關(guān)研究成果，綜合考慮客流O-D分布、綜合維修天窗設(shè)置、動(dòng)車組運(yùn)用以及開(kāi)行方案的動(dòng)態(tài)反饋等影響因素和開(kāi)行方案制定思路，作為約束條件建立了客運(yùn)專線旅客列車開(kāi)行方案的綜合優(yōu)化模型。關(guān)鍵詞：客運(yùn)專線；旅客列車開(kāi)行方案；優(yōu)化模型TheInfluencingFactorsandOptimizationModelsofPassengerTrainPlansforPassengerRailwayLineZHONGQing-lun(Schooloftran

2、sportationandlogistics,SouthwestJiaotongUniversity,SichuanChengdu610031,China)Abstract:Onthebasisofanalyzingthecurrentstatusofpassengertrainplanningforpassengerrailwayline,thispaperreferredtotheresearchachievementsofforeignanddomesticscholars.ByapplyinginfluencingfactorslikethepassengerO-Dflowdistri

3、bution,comprehensivemaintenanceblocking,utilizationofhighspeedmultipleunitsandoptimizationtechnologylikedynamicfeedbackcontrolintotheconstraints,thispaperbuiltacomprehensiveoptimizationmodel.Keywords:passengerrailwayline;passengertrainplan;optimizationmodel0前言根據(jù)我國(guó)高速鐵路中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，2020年我國(guó)將建成“四縱四橫”鐵路快速通道及4

4、個(gè)城際高速客運(yùn)系統(tǒng)，建設(shè)客運(yùn)專線1.2萬(wàn)km以上，構(gòu)成高速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的基本骨架，以解決鐵路運(yùn)能不足和滿足我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。隨著旅客運(yùn)輸市場(chǎng)上各種交通方式日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，需要不斷調(diào)整旅客列車開(kāi)行方案以適應(yīng)需求、提高服務(wù)，原有人工逐步修正旅客列車方案的方法無(wú)法適應(yīng)科技進(jìn)步、現(xiàn)代管理和經(jīng)營(yíng)理念的發(fā)展。由于我國(guó)客流密度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的國(guó)情，高速客運(yùn)專線旅客列車應(yīng)力求實(shí)現(xiàn)小編組、高密度、公交化運(yùn)行，以有效滿足多樣化的客流需求1。高速鐵路和客運(yùn)專線的推出，形成新建高速鐵路、客運(yùn)專線、普速鐵路、提速普速鐵路構(gòu)成的鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，使客流構(gòu)成和服務(wù)需求發(fā)生很大變化，使旅客列車開(kāi)行方案更為復(fù)雜化。旅客列車開(kāi)行方案

5、的編制考慮因素較多，我國(guó)己有學(xué)者在開(kāi)行方案編制和優(yōu)化方面進(jìn)行了廣泛的研究。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)客運(yùn)專線旅客列車開(kāi)行方案的編制及優(yōu)化方法提出可行的參考性意見(jiàn)?？瓦\(yùn)專線旅客列車開(kāi)行方案研究現(xiàn)狀我國(guó)旅客列車開(kāi)行方案的編制在鐵道部列車運(yùn)行圖編制委員會(huì)的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行，目前主要由手工制定，以經(jīng)驗(yàn)判斷的定性分析為主。在實(shí)際工作中，一般是以現(xiàn)行運(yùn)行圖中開(kāi)行的旅客列車或相似條件下的其他線路運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)計(jì)劃客流，確定加開(kāi)的、慢改快、快改特快、短變長(zhǎng)的旅客列車，綜合形成一個(gè)新的旅客列車開(kāi)行方案。在旅客列車開(kāi)行方案理論研究方面，國(guó)內(nèi)有很多學(xué)者進(jìn)行相關(guān)研究工作，研究成果涉及的范圍也很廣泛。其中，最有代表

6、性、研究?jī)?nèi)容較系統(tǒng)的研究者有西南交大的彭其淵，中南大學(xué)的史峰，華東交通大學(xué)的查偉雄等幾位教授以及他們所在的研究團(tuán)隊(duì)。彭其淵所在的西南交通大學(xué)客運(yùn)專線運(yùn)輸組織課題組針對(duì)我國(guó)即將建成的客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)客運(yùn)專線車站布局、運(yùn)輸組織模式、列車運(yùn)行計(jì)劃、動(dòng)車組運(yùn)用、旅客列車開(kāi)行方案等內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的研究2。其中，開(kāi)行方案編制部分，以鐵路部門(mén)的收益、旅客的出行成本和客運(yùn)周轉(zhuǎn)量三個(gè)方面作為優(yōu)化目標(biāo)，建立開(kāi)行方案綜合模型，將列車對(duì)數(shù)、運(yùn)行區(qū)段、停站集合、列車等級(jí)及客流分配結(jié)果都作為模型變量。因模型的復(fù)雜性很難對(duì)其直接求解，因此采取分層求解的方法：首先結(jié)合列車開(kāi)行的原則、列車載客容量等確定列車的運(yùn)行區(qū)段、開(kāi)行數(shù)量

7、及列車等級(jí);然后采用改進(jìn)的遺傳算法求解列車的停站方案?？土鞣峙湟彩且远嗄繕?biāo)規(guī)劃的形式給出模型。目標(biāo)函數(shù)是使有效客運(yùn)周轉(zhuǎn)量最大和旅客出行成本最少。同時(shí)考慮客流的性質(zhì)、特點(diǎn)、出行心理的因素造成不同類型旅客對(duì)出行時(shí)間和費(fèi)用支出的重視程度不同，突出旅客對(duì)列車選擇的主動(dòng)性，提出不同類型旅客對(duì)費(fèi)用和時(shí)間的權(quán)重問(wèn)題，最終得出不同等級(jí)列車吸引不同類型客流量的大小。中南大學(xué)史峰等3從鐵路運(yùn)輸企業(yè)和旅客兩方面的利益出發(fā)建立了客運(yùn)專線相關(guān)旅客列車開(kāi)行方案的多目標(biāo)優(yōu)化模型，從客運(yùn)專線網(wǎng)的角度對(duì)客車開(kāi)行方案進(jìn)行了優(yōu)化。其中包括旅客換乘的疲勞恢復(fù)時(shí)間計(jì)算模型、旅客消費(fèi)選擇模式、列車開(kāi)行數(shù)量計(jì)算方法、列車類別確定的動(dòng)態(tài)規(guī)劃

8、方法。充分體現(xiàn)了鐵路運(yùn)輸企業(yè)的客票收入、列車公里費(fèi)用和中轉(zhuǎn)組織費(fèi)用，以及旅客的票價(jià)、旅行時(shí)間支出和疲勞恢復(fù)時(shí)間等雙方利益，也貼切地反映了運(yùn)輸市場(chǎng)的需求關(guān)系。華東交通大學(xué)的查偉雄等4采用定量和定性分析相結(jié)合的方法，根據(jù)路網(wǎng)上旅客0-D流量，以方便旅客旅行為目標(biāo)建立數(shù)學(xué)模型，將直通旅客列車開(kāi)行方案的確定歸結(jié)為二分圖的最大權(quán)匹配問(wèn)題，得到初步的優(yōu)化方案，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，結(jié)合專家知識(shí)，對(duì)列車點(diǎn)到點(diǎn)的開(kāi)行進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有利性分析，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整某些線路，使列車開(kāi)行方案經(jīng)濟(jì)合理，線路負(fù)載分布均勻，減少運(yùn)能虛靡，從而在定量分析和定性分析相結(jié)合的基礎(chǔ)上得到一個(gè)較為滿意的直通旅客列車開(kāi)行方案?？瓦\(yùn)專線旅客列車開(kāi)行方

9、案相關(guān)因素分析客流需求客流是制定旅客列車開(kāi)行方案的基礎(chǔ)，而開(kāi)行方案的最終目標(biāo)也是將各起訖點(diǎn)的客流分配到相應(yīng)的線路和列車上，以完成旅客的出行需求?？土髁康拇笮Q定著列車開(kāi)行方案中列車的開(kāi)行數(shù)量、運(yùn)行區(qū)段等內(nèi)容，而列車開(kāi)行方案和運(yùn)行圖也會(huì)對(duì)客流產(chǎn)生抑制或誘增等影響。因此，開(kāi)行方案的制定在客流預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上要充分考慮客流的波動(dòng)規(guī)律?？土鞯慕Y(jié)構(gòu)也對(duì)開(kāi)行方案中開(kāi)行列車的等級(jí)和種類造成影響，不同消費(fèi)層次的旅客對(duì)旅行條件有不同的需求，快速鐵路網(wǎng)覆蓋了各種消費(fèi)層次的客流，高速鐵路客流主要來(lái)自既有鐵路的高端客流、部分航空客流（中長(zhǎng)途）、部分公路高端客流（中短途）及誘增客流。選擇高速鐵路出行的旅客與選擇既有線出行的

10、旅客相比，一般對(duì)時(shí)間要求高，更加追求速度；收入水平較既有線旅客高，費(fèi)用方面的考慮較少；因公務(wù)、商業(yè)活動(dòng)出行的比例較高。旅客對(duì)高速鐵路運(yùn)營(yíng)的安全性、速度、舒適性要求比既有線更高。而選擇既有線中速列車的旅客往往對(duì)出行費(fèi)用更加關(guān)心，在保證基本安全性與舒適度要求的條件下，期望以最經(jīng)濟(jì)的方式完成出行。從運(yùn)輸組織模式的角度，在快速客運(yùn)網(wǎng)中，會(huì)產(chǎn)生三種客流：高速客流（由高速線高速列車運(yùn)輸）、跨線客流（客流的始發(fā)與終到站都不在高速線，但途經(jīng)高速線的某一段）、沿線客流（由既有線普通列車運(yùn)輸）。跨線客流將占有相當(dāng)大的比例，要合理選用直達(dá)與中轉(zhuǎn)相結(jié)合的旅客運(yùn)輸組織方式，避免動(dòng)車組維修資源分布過(guò)于分散的局面，提高鐵路

11、資源利用和人員運(yùn)送的效率。運(yùn)輸組織模式快速客運(yùn)網(wǎng)的運(yùn)輸組織模式就是快速客運(yùn)網(wǎng)中各等級(jí)線路上開(kāi)行何種列車及如何組織列車運(yùn)行。尤其對(duì)于高速線的跨線客流是以直達(dá)模式輸送還是以換乘模式運(yùn)送，若采取直達(dá)模式，是采用高速列車下線還是中速列車上客運(yùn)專線的模式；在客運(yùn)專線與既有線平行的區(qū)段，客流是如何在兩種線路上分配的；不同停站方案的列車是否有在不同類型線路上運(yùn)行的原則；本線列車和跨線列車是否共線運(yùn)行等問(wèn)題都對(duì)列車開(kāi)行方案中的列車等級(jí)、編組方式、停站方案等造成影響。對(duì)于列車在客運(yùn)專線和既有線間的上下線問(wèn)題應(yīng)該通過(guò)相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)并結(jié)合客流量和鐵路運(yùn)輸企業(yè)的效益決定，并作為開(kāi)行方案的約束條件；另外，隨著客運(yùn)專

12、線的修建和投入運(yùn)營(yíng)，目前深受旅客歡迎的夕發(fā)朝至列車將會(huì)受到影響，并有所減少，但夕發(fā)朝至列車是否繼續(xù)開(kāi)行、適宜的開(kāi)行對(duì)數(shù)，以及維修天窗的設(shè)置問(wèn)題，也是開(kāi)行方案要考慮的內(nèi)容。車站及區(qū)間能力限制在制定開(kāi)行方案時(shí)，列車開(kāi)行的數(shù)量、運(yùn)行徑路等有時(shí)會(huì)受到鐵路基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備能力的限制，主要反映在車站能力和區(qū)間通過(guò)能力上。車站能力主要是指車站的始發(fā)列車能力和接發(fā)列車能力。車站始發(fā)列車的能力除受到發(fā)線數(shù)目的影響外，主要是受車站整備折返能力的限制。區(qū)間通過(guò)能力是指采用一定的機(jī)車車輛和一定的行車組織方法條件下，區(qū)間的各種固定設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)（通常是一晝夜）所能通過(guò)的最多列車數(shù)或?qū)?shù)。其大小主要決定于區(qū)間正線數(shù)、區(qū)間長(zhǎng)

13、度、線路縱斷面、機(jī)車類型、信號(hào)、連鎖、閉塞設(shè)備的種類。在快速客運(yùn)網(wǎng)列車開(kāi)行方案的制定過(guò)程中要充分考慮車站能力和區(qū)間通過(guò)能力對(duì)列車開(kāi)行對(duì)數(shù)的限制，列車起訖點(diǎn)不宜過(guò)多，同時(shí)要考慮一些列車集中到發(fā)的大型樞紐站的能力，特別是銜接方向較多的車站能力往往比較緊張，同時(shí)，也不能為了吸引客流，使停站列車數(shù)量過(guò)多，因?yàn)榱熊囃Ｕ镜脑龆鄷?huì)降低運(yùn)輸能力，不僅要求車站增加接發(fā)能力，還會(huì)影響區(qū)間能力，特別是導(dǎo)致高峰時(shí)段區(qū)間通過(guò)能力緊張。此外，車站在政治、經(jīng)濟(jì)、文化、地理位置等多方面的因素也對(duì)開(kāi)行方案產(chǎn)生影響，有時(shí)候國(guó)家出于政治目的會(huì)對(duì)開(kāi)行方案作出調(diào)整。鐵路企業(yè)的成本及收益鐵路運(yùn)輸企業(yè)的收益是影響開(kāi)行方案的直接因素，它等于

14、運(yùn)營(yíng)收入與運(yùn)營(yíng)成本之差。運(yùn)營(yíng)收入包括客票收入和其他附加收入?？推笔杖胧橇熊囘\(yùn)營(yíng)的主要收入，其大小取決于列車在各運(yùn)行區(qū)間的載客量及人公里票價(jià)率。人公里票價(jià)率與列車等級(jí)、線路類別有關(guān)。列車的區(qū)間載客量反映了列車對(duì)客流的吸引情況，其大小取決于旅客對(duì)乘車方案的選擇，即客流分配情況，這就要求在計(jì)算鐵路運(yùn)輸企業(yè)收益之前根據(jù)開(kāi)行方案中擬定開(kāi)行的列車對(duì)客流進(jìn)行合理的分配。為了使列車吸引的客流量達(dá)到最大化，開(kāi)行方案應(yīng)充分考慮旅客的出行需求、出行心理及旅客的性質(zhì)、特點(diǎn)。通常情況下，考慮到鐵路運(yùn)輸企業(yè)的收益，列車的區(qū)間載客量應(yīng)不小于某一給定的值，即列車區(qū)間載客量的下限，保證列車的客座利用率。運(yùn)營(yíng)成本分為變動(dòng)成本和固

15、定成本兩個(gè)部分。其中變動(dòng)成本包括列車公里費(fèi)用、列車的停站費(fèi)用和旅客中轉(zhuǎn)組織費(fèi)用。列車公里費(fèi)用是指列車運(yùn)行單位公里的費(fèi)用消耗，與列車等級(jí)及路段類別均有關(guān)系。可見(jiàn)鐵路運(yùn)輸企業(yè)的成本與收益直接影響著開(kāi)行方案的各個(gè)要素，同時(shí)也是開(kāi)行方案優(yōu)化的目標(biāo)之一，用于對(duì)滿足客流需求的初始開(kāi)行方案間的比選。2.5旅客出行成本旅客出行成本是旅客選擇交通工具時(shí)考慮的重要因素，因此也是制定列車開(kāi)行方案需要考慮的重要因素。旅客的出行成本主要包括旅客的票價(jià)支出及旅行時(shí)間消耗，旅客時(shí)間消耗主要包括：旅行時(shí)間、購(gòu)票時(shí)間、候車時(shí)間、換乘時(shí)間等，而列車開(kāi)行方案起訖點(diǎn)、停站次數(shù)、列車等級(jí)、列車開(kāi)行頻率決定著旅客上述時(shí)間消耗的大小。旅行

16、時(shí)間是旅客旅行過(guò)程中的主要時(shí)間消耗，與列車在各區(qū)間運(yùn)行的平均技術(shù)速度和區(qū)間里程有關(guān)。在列車運(yùn)行徑路確定的情況下，列車在區(qū)間運(yùn)行的技術(shù)速度決定了列車在旅行過(guò)程中的時(shí)間消耗，而列車的運(yùn)行速度與列車等級(jí)和線路級(jí)別有關(guān)?？焖倏瓦\(yùn)網(wǎng)中多種類型線路和不同速度等級(jí)列車并存，在制定旅客列車開(kāi)行方案的過(guò)程中應(yīng)針對(duì)旅客對(duì)旅行時(shí)間的重視程度選擇應(yīng)開(kāi)行的列車和運(yùn)行線路。旅客因列車停站的時(shí)間消耗是指由于列車的中途停站而使車上旅客增加的時(shí)間消耗，其大小主要與旅客選擇的乘車方案中列車的停站方案有關(guān)。列車的停站方案主要與客流需求、列車的速度等級(jí)、車站等級(jí)等因素有關(guān)。高速列車停站數(shù)目較少，且停站時(shí)間較短，而中速列車則相對(duì)停站數(shù)

17、目較多，停站時(shí)間較長(zhǎng);車站等級(jí)高，列車在車站停站時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，但不是成正比關(guān)系。換乘時(shí)間是指旅客由于換乘列車而消耗的時(shí)間，主要與可選擇列車的開(kāi)行頻率有關(guān)。當(dāng)可選擇換乘列車的數(shù)目較多時(shí)，可根據(jù)列車的平均時(shí)間間隔確定旅客換乘所需的時(shí)間，若可選擇換乘列車的數(shù)目較少時(shí)，可根據(jù)旅客換乘時(shí)間的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定。換乘會(huì)影響旅客途中休息，增加疲勞感,還可能造成旅客因先乘列車晚點(diǎn)而漏乘后續(xù)列車，給旅客搭乘車帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此,應(yīng)盡量控制旅客中途換乘次數(shù)?？瓦\(yùn)專線上的換乘往往是為了節(jié)省旅客的旅行時(shí)間，旅客是否選擇換乘與換乘所能節(jié)省的時(shí)間及旅客愿意為節(jié)省時(shí)間而付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)有關(guān)，而這兩方面又取決于旅客在高速線上的旅

18、行距離。客運(yùn)專線旅客列車開(kāi)行方案優(yōu)化模型客運(yùn)專線旅客列車開(kāi)行方案主要解決客運(yùn)專線旅客列車運(yùn)行區(qū)段、開(kāi)行對(duì)數(shù)與種類，以及停站方案的確定問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，旅客列車的基本運(yùn)行徑路是確定的，在此基礎(chǔ)上根據(jù)區(qū)段上客流的密度與分布特征確定列車的開(kāi)行對(duì)數(shù)，同時(shí)根據(jù)旅客需求和線路的等級(jí)確定列車的速度等級(jí)，并根據(jù)客流在線路上的分布情況制定停站方案；停站方案確定后，根據(jù)客流的分配與運(yùn)送情況，有些列車運(yùn)行徑路可以合并到其他徑路，從而減少始發(fā)、終到站的數(shù)量;另一方面，由于停站方案對(duì)列車速度的影響，有時(shí)需要根據(jù)停站方案調(diào)整列車的等級(jí)，例如，高速線上個(gè)別高速列車停站數(shù)目較多，而線路上長(zhǎng)途直達(dá)客流量又很大，并具備有提速既有線

19、與之平行的條件，為了降低站站停列車對(duì)其他列車的影響，則可以既有線上中速列車輸送沿線客流：有時(shí)，一些長(zhǎng)途列車根據(jù)運(yùn)行線路情況需要拆分成在不同區(qū)段上開(kāi)行的不同等級(jí)的列車，拆分后的列車還可以和其他徑路相同的列車合并，這勢(shì)必會(huì)影響列車的始發(fā)終到站的設(shè)置和列車的開(kāi)行數(shù)量。因此，開(kāi)行方案各要素的優(yōu)化過(guò)程都不是獨(dú)立的，而是統(tǒng)一的、循環(huán)迭代的過(guò)程。3.1相關(guān)變量描述設(shè)客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)(S,E)，車站集S=s,s,.,s，路段集E=e,e,.,e，路段2n12n長(zhǎng)D=d(e),d(e)，,d(e)。不同開(kāi)行方案的列車集合T=T,T,.,T，列車類別12n12lu(T)=1,2,3分別表示列車分為高速、中速、普速列車

20、，路段類別v(e)=1,2分別表示路kj段e為客運(yùn)專線或既有線，類別為u(T)的列車在類別為v(e)的路段上行駛速度為jkjV(u,v)，票價(jià)率為R(u,v)元每人公里,列車公里費(fèi)用(各類列車的折舊費(fèi)、能耗、材料費(fèi)、維修費(fèi)、人員工資等)F(u,v)元/公里，機(jī)車車輛固定使用費(fèi)G(u)元。中轉(zhuǎn)組織費(fèi)用九元/人次(車站對(duì)換乘旅客提供服務(wù)的費(fèi)用N(s.)。車站能力N(s.)，乘列車-在車站s.的換乘transki時(shí)間T(T,s)，換乘客流量q(T,s)。路段通過(guò)能力M(e)，路段客流密度U(e)。列車席位利用率上下限分別為amaxk.TOC o 1-5 h za。車站s到車站s的客流量q(s,s)，

21、列車T經(jīng)過(guò)imin.j.jk車站s和車站s與否的0-1變量P(T,s,s)=0,1，乘坐列車T的客流量為q(s,s)，其.jk.jkTk.j中消費(fèi)水為w=1,2,g的客流量qw(s,s)，乘客的時(shí)間價(jià)值為C(w)元/小時(shí)。列車TTk)jtimek的日行車對(duì)數(shù)X(T)，定員A(T)，途經(jīng)站集合S(T)=s,s，,s，始發(fā)站s(T)=skkkk2khkki終到站z(T)=skkh1始發(fā)站的0-1變量(Tk，$,)=0，途經(jīng)路段集合E(T)=e,e，,e，定義列車T是否以車站s為kik2k(h-1)k)廠i=1,2,.,n(k-h2,.,l丿s(T)=skis(T)主ski，(Tk，si)=1,0分

22、別表示列車Tk在車站s停站與否，停站時(shí)間t(T,s)，停站費(fèi)用c(T,s)(包括列車起停引起的額外能耗、.k.k.時(shí)間附加時(shí)分、占用線路通過(guò)能力的費(fèi)用、車站額外費(fèi)用的增加等。(Tk,si)=1,0分別表示列車T途經(jīng)路段e與否。kj列車開(kāi)行方案通?？紤]的優(yōu)化目標(biāo)主要有：鐵路運(yùn)輸企業(yè)的收入、運(yùn)輸成本、旅客周轉(zhuǎn)量、直達(dá)旅客數(shù)量、剩余旅客數(shù)量、列車虛靡程度、旅客的出行成本、列車旅行時(shí)間、旅客舒適度、方便性、運(yùn)輸設(shè)備能力利用情況、動(dòng)車檢修方便性等；約束條件通常需要考慮運(yùn)輸組織方面、運(yùn)輸設(shè)施設(shè)備能力約束，和客流需求的滿足程度等方面。旅客周轉(zhuǎn)量反映鐵路的旅客運(yùn)輸量，是用于計(jì)算企業(yè)收入、計(jì)算和分析運(yùn)輸成本的依

23、據(jù)，本模型以鐵路運(yùn)輸企業(yè)的收入和費(fèi)用支出為優(yōu)化目標(biāo)，涵蓋了旅客周轉(zhuǎn)量所反映的信息。客運(yùn)收入主要包括客票收入、行李包裹收入、郵運(yùn)收入，以及為旅客提供特殊服務(wù)等其他收入，其中，客票收入所占份額最大，因此，模型中國(guó)鐵路企業(yè)收入主要考慮客票收入，它等于公里票價(jià)率、旅客數(shù)量與旅客出行距離的乘積：C=工工工R(u(T),v(e)q(s,s)d(e)(4-1).ncomekk.Tk.jk.s.,sjeSTkeTeE鐵路企業(yè)的費(fèi)用支出主要包括開(kāi)行列車的固定成本(即每個(gè)車輛及機(jī)車的固定使用費(fèi))、列車公里費(fèi)用(即列車運(yùn)行單位公里的費(fèi)用消耗)、列車停站費(fèi)用、旅客中轉(zhuǎn)組織費(fèi)用等。k=1C=EG(u(T)X(T)+EE

24、F(u(T),v(e)d(e)costkkkiiTkeTTkeTeieE(42)+乙乙九q(T,s)+乙乙丫(T,s)c(T,s)transkikikiTeTseSTeTeeEkiki旅客的出行成本主要包括旅客為出行支出的費(fèi)用和在旅途中付出的時(shí)間成本，旅客出行的費(fèi)用支出主要指票價(jià)，相對(duì)于票價(jià)，其他支出如餐飲、娛樂(lè)、候車等消費(fèi)性支出可以忽略不計(jì)，旅客的出行時(shí)間包括列車上的時(shí)間和換乘時(shí)間。選擇T列車的單位旅客票價(jià)可以由票價(jià)率和旅客的出行距離乘積獲得，即：kC(T)=工R(u(T),v(e)d(e)(43)kkkiieeEi選擇T列車的單位旅客在列車上的時(shí)間消耗包括列車運(yùn)行時(shí)間和列車停站時(shí)間:kT(

25、Tk)=工需需eieEki+工丫(T,s)t(T,s)(44)kikiseSi選擇T列車的需中途換乘的旅客換乘時(shí)間消耗為：kT(T,s)=工工e(T,s)qw(T,s)(4-5)transkikiTkkjseSw=1i另外，為了保證開(kāi)行方案對(duì)客流的滿足情況，將剩余客流數(shù)量也考慮進(jìn)優(yōu)化目標(biāo)當(dāng)中。3.2模型根據(jù)以上分析，得到如下旅客列車開(kāi)行方便優(yōu)化多目標(biāo)規(guī)劃模型。maxZ=C一C(46)1incomecostminZ=工工工qw(s,s)T(T)C(w)+C(T)TOC o 1-5 h zTijktimekksi,sjeSTkeTw=1(47) HYPERLINK l bookmark32 +工工

26、工qw(s,s)qw(T,s)C(w)Tkijtranskitimes,seSTeTw=1ijkminZ=乙乙q(s,s)(48)TOC o 1-5 h zsijseSseSijs.工5(T,s)+工九(T,s)N(S)(49) HYPERLINK l bookmark36 kikiik=1k=1乙(Tk，叮-A(Tk)-x(Tk)工(4-10)4-11)TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark48 U(e)/ajq(s,s)(4-12)kijkkijk=1gqw(s,s)=q(s,s)4-13)kijkijw=1k=1w=1qw(s,s)=q(s,s)Tkijij4-14)qw(s,s)0(4-15)TkijG(T,