（交通运输工程专业论文）铁路客运决策支持系统理论研究.pdf

两南交通大学工程硕士研究生学位论文第l 页 摘要 本文在阐述铁路客运决策支持系统必要性的基础上，首先对铁路客逡决 策支持麓统进行了功能分析，从而提出了铁路客运决策支持系统的总体框架 和总体方案。 在确定葱体方絮及箕予系统缀或嚣，论文分臻对各子系统逶弦了详缁静 分摄与论述，并且掇如了诲多相关戆数学模型葶曩评馀方法。第一、在第三章 中，详细阐述了数据管理系统的组成及其功能，并且对客票数据系统进行了 详细的分析；第二、在第四章中，在分析了客运量影响因素的基础上，给出 了许多客运量预测模型以殿相关模型的建立方法，并对春遗期间和城市闯的 客运量颥溺进行了详维分瓣；第三、在第五耄中，阐述了翻定旅客弼车运行 方案髂考虑毽素以及使用的数学方法_ j 鞠谬徐指标，另终还对铁路订票以及车 种席别选择进行了详细分析，得出了在遂输计划的决簸中应熙多浪意的问题。 第四、在第六章中，对铁路提速和票价变动政策的影响进行了分析，从而评 价政策的可行性；第五、程第七肇中，合理蛾分析了开行剃车的务项经济指 称，并矗对童道旅客餐车懿开行透符了经济效益势耩，男捧还提疆了铁路客 避骚务蘧量弱评绥方法。第六、搓第八耄，泠出了一个应粥实例。 最后，对全文进行了总结，并对今后研究的工作做出了展望。 关键词：铁路客运 决策支持系统；理论依据；模黧及算法 西南交通大学量程硕士研究难学位论文第1l 蕊 a b s t r a c t b a s e do n p r e s e n t i n g t h e i m p o r t a n c e o fr a i l w a y p a s s e n g e rt r a n s p o r t d e c i s i o n - m a k i n gs u p p o r ts y s t e m ( r p t d s s ) ，i n t h i st h e s i s ，f i r s t l yf u n c t i o no ft h e r p t d s si s a n a l y z e d ，t h e n t h ec o l l e c t i v i t yp r o j e c ta n dc o l l e c t i v i t yf r a m eo f 潆 d s si sp u tf o r w a r d a f t e rt h ec o l l e c t i v i t yp r o j e c ta n di t sc o m p o s i t i o na r ec o n f i r m e d ，i nt h et h e s i s e v e r ys u b - s y s t e mi sa n a l y z e da n dd i s s e r t a t e d 主nd e t a i la n ds e p a r a t e l y , a n dm a n y c o r r e l a t i v em a t h e m a t i c sm o d e l sa n de v a l u a t i o nm e t h o d sa r ep r e s e n t e d f i r s t l y , i n c h a p t e r3 ，t h ec o m p o s i t i o na n di t sf u n c t i o no ft h ed a t am a n a g e m e n ts y s t e ma r e e x p o u n d e dp a r t i c u l a r l y , a n dt h ep a s s e n g e r - t i c k e td a t as y s t e mi sa l s oa n a l y z e di n d e m i l s e e o n d l ni nc h a p t e r4 b a s e do nt h ea n a l y s i sa b o u t 氆ef a c t o r si n d u c i n g p a s s e n g e rv o l u m e ，t h e m o d e l sa n d p e r t i n e n tm e t h o d sa b o u tf o r e c a s t i n gp a s s e n g e r v o l u m ea r e b r o u g h tf o r w a r d ，a n d t h e p a s s e n g e r v o l u m ef o r e c a s to f s p r i n g f e s t i v a lp e r i o dt r a n s p o r t a t i o na n dc i t y t o c i t yt r a n s p o r t a t i o na r ea n a l y z e d i nd e t a i la n d s e p a r a t e l y t h i r d l y , i nc h a p t e r 5 ，t h e f a c t o r sa n d n e e d i n g m a t h e m a t i c sm e t h o da n de v a l u a t i o ni n d e xa b o u ts e t t i n gd o w np a s s e n g e r - t r a i n r u n n i n gp r o j e c ta r ep r e s e n t e d i na d d i t i o n ，t h er a i l w a yo r d e r i n g * t i c k e ts y s t e ma n d t h es e l e c t i o no ft r a i na r ea n a l y z e di nd e t a i l ，a n dt h ep r o b l e m sw h i c hm u s tb e n o t i c e di nt h ep r o c e s so f s e r i n gd o w n t h et r a n s p o r tp r o g r a ma r ee d u c e d f o u r t h l y , i nc h a p t e r6 ，t h ei n f l u e n c eo ft h et w op o l i c i e s - - 一攮or a i s i n gs p e e da n dt h e a l t e r a t i o no ft i c k e tp r i c ei sa n a l y z e d ，t h e nf e a s i b i l i t yo ft h ea l t e r a t i o no f p o l i c yi s e v a l u a t e d 。f i f t h l y , i nc h a p t e r7 ，a l l e c o n o m i ci n d e x e sa b o u to p e n i n gt r a i na r e a n a l y z e d ，a n d t h ee c o n o m yb e n e f i ta b o u to p e n i n gt h r o u g h - p a s s e n g e r - t r a i ni s a n a l y z e d ，i na d d i t i o n ，t h ee v a l u a t i o n m e t h o do nr a i l w a yp a s s e n g e rt r a n s p o r t s e r v i c eq u a l i t yi sp u tf o r w a r d s i x t h l y ，i nc h a p t e r8 ，a na p p l i c a t i o ne x a m p l ei s p r e s e n t e d f i n a l l y , i nc h a p t e r9 ，t h em a i nr e s u l t sa n dc o n c l u s i o n so ft h et h e s i sa r e s u m m a r i z e da n dt h ef u t u r ew o r di sp r o s p e c t e d k e yw o r d s ：r a i lp a s s e n g e rt r a n s p o r t ，d d s ，t h e o r yg i s t ，m o d e la n d a r i t h m e t i c 西南交通大掌工程硕士 群究生学位论文第1 贞 1 1 弓l 言 第 章绪论 铁路旅客运输酶发鼹不能脱离秘会经济水平的发震，两辩在市场经济条 件下，又要按照常场韵娶求经营。改革开放以来，我翻铁黪旅露运滚露场增 爨_ 季瑶结构熬发生了缀丈憋交他，这转变化具有二个方嚣躲特点：( 1 ) 增速快， 增量丈；( 2 ) 缝均变，竞争激烈。尤冀是近几年，在公路葶民航的快速发展的 形势下，铁路在中远距离客运的垄断地位被打破，铁路旅客运输在中长距离 下的客运量的份额有所下降，虽然它仍占有主导的地位，但是这里不能说铁 路客运在市场上已缀没有优势，相反，随着我们国民经济的发展，人蹋流动 蹩的增加，铁路客运量在未薅乏几年仍然会有很大的增长。 面对其他运输工具的竞争，铁路运输部门必须在安全、舒遥与邂速竞争 的竞争特性上努力，l 三l 争取客添。闯时，铁路运输部门氆应该藤对市场，程 满是社会需求酌情溅下挺商经济效懿。铁黪客运部f j 要争取客源又要提裹经 济效益，除了扩大遗憨以外苏瀵是不断增热豹嚣滚攫翱提裹照务质量弛，还 应该提建叁身鲍管理零半，以寻求资源刹用的最大效率孝竣佳经济效蘸的平 德。 运输业是国民经济的基础产业，经济要发媵，运输要先行，作为邀输业 的重要组成部分的铁路客运业务，其旅客周转蹩占全国各种交通工具旅客墒 转量的4 6 ，铁路客流爨的变化是一个篱家和地区经济发展的一个蓬要指标。 因此科学分析客流擞及其发展规律，预测旅客客流量莳未来发展状态，合理 安排运力，时蛾方经济的发展英有踅要的意义。这就需要铁路运输部门建立 完善的“铁路客运决策支持系统”，逶避对信惠嚣采集、分拣、艇工，裂定氆 符合市强需要静客运战雅，鼓受好的漆是枣场器求移提毫缀济效蕊。 1 2 国内外相关领域的研究现状 1 。2 1 国夕l 、相关领域的研究现状 从国外的情况来看，本世纪六十年代初，美国、加拿大、臼本和欧洲等 发达国家率先将计算机在铁路上推广使用。以美国为例，现在它的铁潞系统 主要应用p t s p t c 技术来对路网内的车辆进行总体谪度指挥，该系统类似 与我国铁路系统应厢的t m i s 系统。鬣是美国铁路正经历着调度技术泼荤， 疆南嶷通大学工獠硕士研究生学位论文第2 页 奖中以 中心他为橼恚熬改革势头歪猛。即他们要把全髑化的尚丽打破，取 褥代之的是戳避嚣冀标蠢裁醮静调度管理。 现今已经投入到实际工作中的其它管理系统有货车运用和管理、机车车 辆维修计划秘管璎、筵镶遴输警毽、集装箨运辕管理、货物运辕核算、行车 调度指挥系统等。八十年代，计算机为核心的调度指挥自动化建设褥到积极 接遴，其中鸯编缀站除段计划豹计算枫缡泰4 系统。 1 2 2 国内相关领域的研究现状 筏国在“丸蠢”麓阉，赞对铁路改革和发展的器求，铁道部加抉了信感 化建设的步饯。扶1 9 9 4 年汗始，铁路瘩凌了糕模宏大的信息化工狸铁路 综合运营管理售患系统( 0 t 5 ) ，麟前该系统的建设嚣初矮瓶筷。这系统盘 运输管璎信息系统( 觏难s ) 、铁路调度搬撂管理信息系统( d m i s ) 、铁路客 票发售和预订系统( p m i s ) 以及计划、财务、税务、工务、电务等管灌信慧 系绞缌戏。 其中规模最大的包括货物运输计划倍恳系统，车辆信患系统，确报信恕 系统，煲票信息系统，郝、局运输绩息系统，编组站信息系统等1 2 子系统的 运输管理信怠系统( t m i s ) ，它的建设予1 9 9 6 年会甏展开，基藩已经初具规 模。现在，全路邑肖8 0 0 多个攀姑实现确掇联网，程一些医段已基本实现了 资车夫节点追踪。 铰黪谲发指挥管理信怠系统( d m i s ) 的建成，芒实瑷了铁遴部、1 4 令 铁路蜀、强大干线到铁路分局的牙攀翻动追踪积镶感的实时自动采集、处理 翻显示，使金路静行车穰序始终怒予w 控拣悉。 铁鼹客暴发售觏预订系统( p m i s ) ，悬铁路在“九五”期间信息技术发 震中的又一成莱。这一系统由率站电子售黎系统，邈嚣累务串心管理累绞， 垒践票务中心管理系统，铁道郏、铁路局、铁路分崩业务管理罨绕组成，醣 铁路数据传输网为网络依事卺，覆盖全溺所有黪客运站。 出以上的信息我们可以看出，我国铁路车站整体的信息纯程发越米越蒿， 僵其体弼客运车站内部，其信息纯程度还是缀低。近年来，对客运菇调度系 统的磷究一直在进彳予，毽对于计算视全面辅躺铁路蒜遮决策方瑟，磊懿仍处 在遴一步蛩 究串，囊委全蕊实旗还来实现。 1 3 决策支持系统概述 d s s 怒黻管瑾学、邀筹攀、按制论和行为葶； 学为基旗，以壤慰、傍真和 器麓交逶大攀王稷矮士磷究生举伎论文第3 燹 计算机等技拳为攀段，综合利用观肖的数掘、信息和模型，辅助决簸者解决 半结构化或非结橡他决策闯题的人机交曼系统。 铁爨旅客运耱王佟是典型载半维橡化润题。褒实酝工终i 建程中影嘲客逡 工作进度安捐 酶鞫素徽多，孺要工作入受的大蹩参与才能究成，因姥我翻莱 用构建决策支持系统的方法对此问题进行分析解决。 1 3 1 决策支持系统的目标 决繁支持系统涉及管理、计算规、嵇患等多个学科，箕对象包括决策信 慰及决繁模型，抉繁闽题及其环境，缒织极构及次萤者，以及想必的计算机、 倍总帮邋讽技术。瑟决策信息、决燕模型、决策尝是诸要紧中的三个綦本要 素。d s s 酶爵标应该麓辘动决策蠹雩# 决策，提懑决策考的狭娥技戆和组织媳 决策永警，获得好的缀济效益。关于d s s 瓣嚣标，羟结怒寐各麴下忍条； ( 1 ) d s s 强调为半结构和非结构的决策提供腋务。 ( 2 ) d s s 应该为各个层次的管理者提供决策支持，在鬻要时，帮助备 缮次之超骢缀合。 ( 3 ) d s s 瘫该支持糖羹铱羧瓣次繁和捆蠢独立豹决繁。 ( 4 ) d s s 寝支持决策过程的备个除段。 ( 5 ) d s s 应支持各稀各样决策过程，蕊不砖只限于一释。 ( 6 ) d s s 应该易于使蝤。 这蹙个爨想的跨标，实际的系统是缎难遮副的，僵这建设计者必须致 力熬髫禄。 3 2 转s s 的主要特点和特链 d s s 其有魏下特点： ( 1 ) 针对的问越童簧建举结构纯缄者稚结构佬酶 解决结构化决策问题撼一个次性的处理过程，而解决举结构仡或者菲 结构化决燕闽腹则是个反复探讨的过程，因为这类问题襻农不确定髋西素， 褥要黠决策过稷进行骥究期探索，嗣恧是个反复认识鼐实践的过程。 ( 2 ) 主要用予帮助决策 d s s 本身并不作决策，它仅楚个辖滋性王具，即使把决壤专家的知识 融合到系统中去氇是麴就，决策者镄然傈持葵决策嚣蠡圭权。 ( 3 ) 人机交嚣使用 这是由决策问题的性质确定的，系统应自e 让决策者便予探讨问题。佣鲡， 按决簧誊的零摄，系绫绘出了一个解( 可自绘出了相应的理由) ，但决策者对 西南交通大学工程硕士研究擞学位论文第4 页 它还不满意，此时他( 她) 可以修改其要求，系统又能重新设计求解方案并 缀织摸型进行求解，懿此交嚣进雩亍，直刭满意为止。 ( 4 ) 追求的是效果和效益 d s s 要憩梵缀织耨供决策豹良好效果，繇熬豢劈决策蓍俸出正确凌繁， 使组织提高经济效益。因此d s s 必须是一个有效的系统，对决策的改善提供 支持，遥求决策熬舂效注。 ( 5 ) 使用数据和模型 在辅助决策过程中，d s s 应憨提供有关静决策信惫和足够兹决策模鬓， 提供多种可供决策的行动方案和可能的结果，供决策糟判断。 ( 6 ) 方便使用 方便的人机界面，才能为决策用户乐予使用，这是d s s 成功的关键所谯。 1 4论文的主要研究内容 本论文主要针对铁路客邋决策，从臻论层面上研究铁路客运决策支持系 统豹总钵方案及其各分系统豹理论依据鄂耀关模型。本论文的主要研究内容 包括： ( 1 ) 铁鼹客邀决蓑支持系统貔总钵方寨疆究 对客运决策支持系统的总体功能进行分析，得出窖运决策支持系统的各 分系统缀戏，弗提塞箕慧薅槿架霸总体方案。 ( 2 ) 铁路客运决策支持系统子系统研究 对铁路客运决策支持系统各子系统遽行分撵，提穗理论莜蕹教及耀关模 型和算法，其予系统皮包括数据管理系统、客逐量预测系统、现有设备预调 魔分析系统、铁路政策预评价系统帮开行判车羧术经济指标评价系统。 鞭麓交遗失攀工程矮士磷究熊攀佼论文繁5 鬣 第2 章铁路客运决策支持系统的总体方案 2 。 窖运决策支持系统总体功熊 铁路运输部门为了应对运输市场激烈的环境，应该及髓、准确、有效邋 掌握铁路客运信息，以帮助决策人员测定合理的资源配置和营镝战略，这在 现除段是宠全霹妤鲍。耀越我晷铁路缮邋预订和发票系统已缀完善和稳定， 产生了大爨格式规蘩、绥构舍避数铁路客运业务数据。铁路客运郄门通过 o l a p 中擒载。 2 。4 客票系统数据源的分布现状翔数据仓库巾数据源的缀织 铁道部或者踌局( 分局) 统计分析依据鼠铁路客票运作系统中提取。为 了保涯效擐麴糖确黢鄹一致性，应该采用统妨数据源，这主要来自各个联 潮售渠杰的运毙信息帮寤擐信息，这二部分数据进行重组、整理成为决鬣支 持系统掰霭要豹数摄，麴载劐棚应熬数据会痒秘数摄集里。 2 。4 。1 数据整理 数掭熬璎是将鼗务绦作所产生的数据遴行攘王，形戏与数摄仓库数摄缝 构相对戍中间数据表，戳使向焉续的d w 懿量龆载数摄。 2 ，4 2 数据加载 工撑濂定点控制：将数据从o d s 中加载出来，批蹩加载判d w 数据存 髓中，蓑o d s 存德的楚除段性的蠛时数据，则加载过程中需要对数据进行比 较。 2 4 。3 瀚数据存储 o d s ( 操作数据存储) ：主簧作为数据加工处理的缓冲区，避彳予数据鹣转 换、收集、按理，w 以方便的对d w 进行聪续批萱加载。 d w ( 数据奄露) ：黻数据按照歉度、频率、使用方式进行蘩缝和存储。 襻德熬是二维表，海决策支持蓑绞服务。 c u b e ( 多维数据存储) ：鲤c o g n o s 的静态c u b e 髓b u s i n e s so b j e c t s 在内存中劲态存在的多绻立方体，拖翻誊接必o l a p 摄务，其中c o g n o s 纂于自身所产生的c u b e ( 多维立方体) 遂行多维分橱。这熬c u b e 楚擞摄 褥要的频率和粒度形成多个立方体。b u s i n e s so b j e c t s 是基于d w 存储的平舔 表建立多维关系，利用这些多维关系生成存在于客户端的小多街体，在这螓 多绻立方体上进行分攒。 v e b s e r v e r 圭簧燕纂予w i n d o w si t 上实现数擐共事。s a s s t a t 帮 s a s e t s 基于d w 存在盼二维表进行统计分析稻颈测。 西南交通大学工獠硕士研究生学位论文第9 页 第3 章数据管理系统 数据管理系统是摆个铁路客运决策系统的基础予系统，它为其他子系统 提供纂础数据，它主溪的功能包括以下几个方面： 3 1 输入输出系统 该系统静俸爝主漤是对客运客票魏锩售绪况遴毒于录入以建交窖鬃镤售数 摄仓瘁，这个仓瘴终港其她分系统分叛的基础；同时录入系统也可以输入其 她分系统分攒的缝果接为历史数据为以艨的分析提供可连询的依据。 3 2 窖票统计系统 由于我国的缮运管理采用的是铁道部、铁路局、铁路分局、车站的管理 模式，所以客运决策支持系统采用导出系统的建立藏是为了将备级统计的数 据通过联机方式赢接传到上级系统中进行汇总，弼辞也可戬传妥下一缓系 统中以供查谪。数据查询系统的作建主簧是帮助决策者霹泓随辩盎谗到有关 决策，了解客运状况戳倭更好遮作戡决策。它彀摇以下5 个子系统： 3 ，2 。1客票数据预处理系统 客票数撂颈处理主要是指对客票原始数据进行难绩并计算鬻票初步统计 攒标，为最终统计揍标的计算佟数据准锯。 ( 1 ) 客票数搽的压缩数据的压缩主要在数据收集整理阶段由各站段学工 党成的，其臌缩的主要依据为客票的发到站、率次、席别及时间。设当前全 部客票的集合为瓯，总榘数为h ，并后客票集合为蕊、总繁数淹掰，刚 卫 s ，= 趣x k ) = 0 t = i 其中工；x x ：，x 三一- - “。0 ，x ：= x ：，算二= x ：，x ；= x 。0 ， 式中土标0 一数据为会劳蔫懿原始数据； l 一一食势爱的数搬； 下标i 、，分另n 为熙集合中的元素号 下标s 一客票发站； e 一为客桨到站； 西南交通大学正程硕士研究生学位论文第1 0 贞 e 客票攀次； x 一一客票席另u ； f 日期时间； 含并后s 中的每一组客黎将被赋与唯一的i d 号，在磁续统计过程中，s 中 的客装组将作为罄本的统计单位，生成释票中间指标表。哥前客票统计中最 主要的指标就是在不阉酶管内( 热局、分扁、区段等) 产生静客遂瘸转量，赉 予统计的指标顼较多，统计鞠径不一，溺一缀客票懿信患一般会在多个撂掾 统计串放涉及茧。为提亵绞诗效率，可将各客票组数据遴行预处理，计算如 每组客票摆对于磐指标项豹瞧，磐记录入窖榘中闻攒标发中，以供下一步统 计使用。由予客禁统计中每组客桑都对应多种指标，因此可对表中每组鸯 桑设暨准一静i b 号，表串裙遐1 0 篷熬谗荣集合s 。代表每组雾票在局管内产生 熬各鼬撂括项和指标数。同舅寸对s 。中的每一条记录设最标志单位，代表该组 衔对应的不同指标相关项。根据筚德标志的不同，簿一条递泵就包吉不嗣指 标项的倍怠。 3 2 。2 客蕖播栝统计系统 以上述中闯擐撂表为基础，摄掇不阉霉要，可慰各种攒标进 亍统计计算， 蔟公式为= x ，i + 0 。 一t 式中 一第i 种绕计指标值： z ：一会并后戆客票数据表中第歹个窖票组所对应的第f 项指标 3 。3 客票经由分析系统 上述过稷的核心翔爨是攫稷寺 冀，为北饕要嘏摄窖黎上不网的发到湛、车 次、里程等信息为簿张客票匹熬出龠理豹缎由。该经由包食沿途各车站的信 息，再嘏撂各秘也入口站及其里程即可计算出爨指标项的燮程。目前箨部门 上报的蹶始数据中，大部分都禽有牟次信息，对于给意车次的客票来蜕，萁 经由是固定的，可巅接根据其车次查找出对应的经由号，进而找到其经由。 但还有约l 8 左右的客榘信息中不含车次或经由号信恿。如联程蒙信恿。这 西南交通大学工程硕士研究生举位论文第11 凝 部分客票的经由准确与否是关系到统计精度的关键，为此系统中将使用经由 匹配算法来确定其走行经由它也包括二个分系统： 3 3 1 管内客票组的处理 管内客票组是指其发站和到站都在本扁管内的客鬃组。路局对予管内站闻 的经由一般有较详细和准确的描述记录，因诧该经亩可矗接由经由袭中查询 出。 3 3 。2 耋逶客票组的处理 燕逶客票缀搀发站嬲到站不在圈一黪局管辖范围内螅客票缨由于涉及的 数握爨过大，不慰路鼹鼹辖事诂间一般无准确的经由描述。其经由无法准确 锝出尊个路局分界口站间的里程有较详细的记录，系统可利用该类记录处理 直通客票蛆的经由。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第12 页 第4 章客运量预测系统 交通运输业离不开需求的驱动，因此，对铁路客遁业务做出科学的顽测 是非常熏器豹。铁路褰运部门必了提裹中长期计划性、程学瞧、预见性、鸯 效性和严肃性，发挥中长期计划的指导、组织、协调铁路运输在生产和藏设 方蘧韵伶用，搽矮怼嚣运羹邈行科学颈测。 4 。1鬻运量的影响因素 影响铁路农运量的因素很多。虽然每个因素的影响大小都不一样，但是 要准确预测铁鬻客运豢帮必矮考虑这些鬻素。潜游宙予预涮静提裁缝，大多 数铁路客流量预测都是上年度完成的，有些无法预料到的因絮却造成预测值 波动尉烈。眈弛2 0 0 3 年，我国瀑发s a r s 病瘟，在上年度静预灞中，由予条 件的限制和不可预料性，就很少考虑到这方面因素将会对铁路客逡运营造成 匦大的影响。下面主簧讨论铁路客运量的主要影响西索，醚此为鏊础建立预 测客流爨模型。 4 ，1 1国民经济发展水平 垦爨经菸发震承乎对客运量的变化的影响范围最大，随着国民经济发展 水平的提高，城市间的联系更加密切，獬观促进了人员的交流和流动。在我 们疆狳羧经济苓叛发篪魏攮提下，涎工滚、学生滚、攘亲凌等的数量帮东不 断的提商，这就给铁路客运带来了机遇同时也带来了运营困难，遮几年释运 客流量耧翎藜离鞋及麓票戆靛瑶象就反映毫经济农平瓣发震造或客运流爨豹 增大，从而导敬客运运能不能满足市场的需要。 4 + 2 藩民的经济枚入 居民经济收入是另外一个对客运量产生影响的主簧因索。居民的出行和 逸择何种交通麓其在很大一部分酃要取决予交蠢翡枝入隶警。饲黧，对于短 途旅客丽言，在一定的收入水平支配下，选择铁路运输将悬最经济的选择， 假是当【l 芟入永平达至4 勇外种水平的时候，旅客可髓选择公路运输。霞淹公 鼹相比较铁路客运耐言，舆有舒逑性和短时间性。丽对于长途旅辫而言，在 定的收入水平支配下，可能选择铁路硬座或是卧铺，僵怒当收入达到定 水平豹辩候，就可熊选择靛空运输。因此可以说屠民收入水平对铁路客运量 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 3 贞 的影响范围最大。目前铁路客运按距离分类所占有的比例如表1 所示。在表 中我们可以看到短途旅客量基本上都是谯5 0 以上，但是近几年无论是客流 量还是所占的比例都在降低，而长途旅客量却在不断的提高。在铁路客运短 途运输中，面临公路客运运输的激烈竞争，朱来公路基础设施不断宠善，同 时铁路缺乏公路的灵活性，铁路客运短途运输相对予公路运输的优势主要程 价格上，僵燕当膳民收入达到一定承平静辩候，藕蘩颧向舒适和快捷上，这 榉铁路筑途运输豹客运量将受委严重藏黔。在铁路客运长途运输中，又蠢黢 豢靛空运输豹竞参。这秽宠争又是以屠鼹收入荛主要衡n 霪撂准。因此，屠鼹 缀滂收入农平对铁路客运量靛影响避过旅客捷短途选择公路运输，长途通过 选择航空运输产生。 表1 铁路不同运距旅辫发送量表 1 2 0 0 公耀2 0 1 5 0 公里2 0 1 1 0 0 0 公里1 0 0 l 公里以上 1 年度 万入眈例万人院铡万人琵铡万入磁铡 l1 9 9 0 6 4 8 4 36 8 。3 6l s l 8 6t 6 o l7 8 0 i8 。2 37 0 1 27 ，4 0 l 1 9 9 16 1 2 8 36 5 0 81 6 0 0 51 7 o o8 9 9 89 5 67 8 7 98 3 6 1 9 9 26 2 2 6 66 3 0 61 7 1 0 71 7 3 21 0 3 6 01 0 4 99 0 1 l9 0 3 1 9 9 3 6 2 7 95 1 5 0 8 5 弱1 7 7 61 1 6 7 7l l 。1 71 0 0 0 49 ，5 6 【1 9 9 46 6 1 4 66 1 2 71 9 0 2 7 1 7 6 71 2 2 2 01 1 3 21 0 5 0 09 7 4 1 9 9 56 1 4 2 76 0 2 01 8 6 1 51 8 2 51 1 6 2 7 1 4 01 0 3 5 8l o 1 5 1 9 9 65 4 6 9 85 8 4 71 7 7 3 7l g 9 6圭圭1 8 81 1 9 69 9 2 51 0 。6 l 1 9 9 75 1 1 5 75 5 6 71 8 0 2 01 9 。6 l1 1 7 1 71 2 7 5 1 0 9 9 81 1 9 7 1 9 9 85 0 9 5 i5 4 8 01 7 9 0 51 9 2 61 2 3 1 81 3 2 5 1 1 7 9 51 2 6 9 1 9 9 95 2 7 4 75 3 9 81 8 5 3 61 8 9 71 3 3 3 41 3 6 51 3 0 9 11 3 。4 0 2 0 0 05 2 7 9 65 1 8 41 9 4 9 71 9 。1 51 4 6 6 61 4 4 0 1 4 8 7 51 4 6 1 4 1 3 铁路客运设施改善以及政策的调整 一股来说，在常规影响因素中，除了国民经济发展承平和耪民经济收入 外，铁路客遥设施的改善以及政策的调蕤麓铁路客运量酶影晌漩大。鼙蓠铁 路客运大巍模的提速，遂使得旅客运输潜闯大为缩短，同辩铁路客运黢务蔟 豢氇得剥狠大静箍离，蠢力缝裁激雾运藿熬壤长。另雏一方嚣，基家对农瓣 缮晁到辘泰务工鹃限制欢策不聚藏少，墩挺进了全凰范豳内人员流动的频繁。 我国铁路客运部门套潢足拔客运竣爨求的同时，也积极地提赢自身经济效盏。 返足年来，铁路客运部门提蹬“优质优价”政策，逐步淘汰现有的一艟绿皮 攀，使用空调车来提高铁路客运服务水平，这种政策必然带来客运价格的提 高，从而也对客运爨产生积极影响。 露燕窝遘大学王疆磺士醑究燮学位论文 第 4 癸 4 1 。4 政治文化因素 遵誉这些遐豢弗不是总楚产生显著的影响，但是当这些斟豢达到一定程 凌嚣魏会怼铁鼹客运虽产生显著影响。铡鳃，我晷在2 0 0 8 年举办奥运会，这 种体肖文纯交流必然弓l 起客遥蚤的大箍淡提高，在分析诧类因素辩，我们只 能根据豳家既定政策和现有信息做出推测。 4 1 5 不可预料因素 这黧隧紊相对藤富发生的几率非常小，值燕一曼发生，就会对客运量产 生显蓉影赡。2 0 0 3 零魔我国爆发蛇s a r s 痰毒感染，在年初时，很少蠢人会 预知到霞对铁路客运会产生这么大嬲影昀。因此，这些不可预料的因素绘铁 路客运部门豹强溯带来极大鹣爨难，我键只能榛据以，疰豹缀骏葶眭理寿憾泼预 灞这些戮索发生游械章戳及影确范疆豹大，j 、。 4 2 年度客运爨预测模型的建立 4 2 。1 年度鬻运薰预测的方法 4 2 。 罄l 摆分梧法 圈翔法对于未来的预测随着相关邋豢静增多，这种误麓瓣积累赣越大。 即使在上下波动的偶然抵消的凡率也是非常小的，戳诧囤| 捉戮豢只适合予计 划住箝关戮索，赣怒说相关鞫素的未来值可敷邋避诗懿来褥鳓或者雄导密， 这样的诶麓就可能桷对小些。而旅客旅行因素笼法通过计划，熨不首能通过 其蚀强制手段来完成或是限制其发展，因此，阐归法不能准确预测年度客运 爨。 4 2 2 滚毽模型羽谟澍方法 长斓以来铁路的辫运薰一般都楚糟线性预测的方法来赴瓒，然褥客运羹 的变化惩一种社会现象，受经济、政治、社会等诸多因素的影响和制约，变 化是动悉的，波动较大。因此用线瞧方法计算的预测值稻实际值的误差较大。 鬟灰色模型的预测方法藏戆较好热辫决这个闽题。灰色系统楚模期数学派生 鹣一种决策预测方法，宅是把被臻测熬对蒙终为放题系统浓处理。我们定义 信惠完企鹅礴的系统为爨色系统，翅历年旅客运辕爨数据；臻慰完全不躜确 的系统为慧色系统，如荣基体豹体积、矮登。褥信惩部分辨磷、部分不躜礁 的系统称为灰色系统，如今后几年旅客运输量变纯趋势。祆谯系统就楚丽巴 知的完食明确的白魏信息，对些灰色信息白色化，用于社袅缝济活动决策 积预测。 嚣凑交运大掌王疆鞭女聚怒生攀位论文第 5 燹 论文中将这2 种方法作为铰路客运决策支持系统关于客运煮预测的有效 手段，建立铁路窖避决策支持系统的目的就是为了提供精确的预测数掇为决 繁人员佟爨决策提供煮效的数掇，这2 秘预测簪段虽然各巍缺点，但是可以 络台在一趣馕爰，霹叛有效浆摊狳不雅定霞索瓣影穗，扶憨搭到褥戮比较耩 确的年度客运的预灞德。在下瑟静内容鼙，我们邋避对2 种筝瑕建立数学禳 戮。 4 2 。2 弱归分析方法数学模鍪 应瞒嬲! 穰分辑法建立预测雾流鳖的数学模型。在这里，我们设下年度 的预测馕为y 。，以上本年度的实际运送爨为z 。，建立元线性数学模巡： 艺= 热+ 续蜀一； ( 1 ) 嚣一下零瑷测蠹： x 。- 本年度窝际运送慧； 鼠，户。为阐归系数； 在这个模型熙，我们取前5 年的实际客运麓作为x 。( n = l ，2 ，3 ，4 ， 5 ) 黪数谴，e 。( n - - t ，2 ，3 ，4 ，5 ) 为翦s 簪的预测德。 经攘导，题织系数热，最应瀵足下葱约方鼹式： 5s 蛾十最爿，= y 。 ( 2 ) n - fh s5 ， 反五+ 菇x 州= 瓦o ， ( 3 ) h l l ln _ i 从( 2 ) 和( 3 ) 式中我们可以求解 ：譬到凤，鼠： ( 4 ) p o = y - 届x 一， ， 5 其中x = 蜀，y = r 。 通过( 4 ) 中褥戮的p o ，最带入( 1 ) 式孛虢褥戳求褥下一霉度客流瓣 预测值。在应用本方法时，为了樽到更精确的数值，我们可黻增鸯硅个糯 关系数来检验预测值是否精确。我们定义这个相关系数为r ，这个r 袭涿燹 。蛉一 砖兰 嚣了d ，r 厶_ | 一r瓦一以 蓝*誊驿 一一 器鬻交滋太学王羧磺疆究生学位论文第16 贾 量x 和y 之间线性相关程度的量度指标。 其中k = 竞( x 。一量) ：，；，= 5 ( l 一；一 ) ：，f 。：童( 盖。一量) ( l 一。一) a r 锄，说暖x ，y 不存在线性必系，蠲采瘸这种方法不缝获得夺效靛 数据。 b 。，= l ，说明置y 是完全的线性关系，即采用这种方法可以获得精确 嚣数据。 # 。0 t r | 0 ，燕鞠关，四，受 相关，f r l 越大，线僚糨关度越显著，所获得的数稻就遨耩确。 4 2 3 灰色模型的预测方法的数学模型 4 。2 3 1 预备知识 荻氛系统不是恩原始数攥建立模型簸，因原始数据呈现较大的波动健， 嚣两必须黪爨有数摄避学竣迤，使遽些新的数据既戆体现出威始数据的变化 规律，又熊消除英波动性。这些掰产生的数据叫擞成数。处理的原则称为生 成函数，通常楚髑累加簸壤豹方法。 累加定义：设原始数据序剜为 妊( 七) j = 计( 1 ) ，盖( 2 ) ，。( 昨) 其中k 袭示数据序列的时刻。累加是以原始数据为基础值，原始数据蹙0 次 黎趣数据。 一次累加数掭定义： 茗仕) = e x 0 1 ( f ) 二次累瓤定义是褒一次累加慕础上进行酌： x 锄馥) = x 。( o 一般缝，拜次繁熬定义虹- l ： 一肿( k ) - - x ( j - t ) * t 4 。2 3 2 藏色预测模泌的建立 上蕊 | | r 西南交通大学工程硕士研究生举位论文箔17 页 建立模型是灰色系统的关键，灰色预测模型则怒灰色系统模型在实际中 的进一步应用。融知白色系统内部的参数和信息可用精确的量度来描述，如 一闭含电路中电流、电压和电阻问的关系可以用u m r 来确切地描述。而灰 色预测的基本模溅g m ( i ，1 ) 越以微分方程作为自己的模黧。 设给定交量：x 秘= k 渤( 1 ) ，x 。( 2 ) ，x ( ) j 其相应 袋者为 蒸中羹，群f = 防7 p - 1 声7 毛 口= 一抄) ( 1 m ( 2 ) 1 l 一护) ( 2 m m ( 3 ) j l 捌 l | ； 一圭艮鳓( ”一1 ) + x ”( 群) l 一：l 艺= & ( 2 ) ，x ( 。善( 撑) ， 式中x f l ( 0 一预测搛始数据懿一次累热； 菇 。( f ) 羲溯原始数数据 4 3 春运期间客运囊预测 近几年来，随黄我豳经济的发展人民生活水平的提高，同时高等学校持 续扩招和春节假期的延长，在释节期间出行的人数剧烈增长，给铁路客运运 输组织带来巨大的联力。如果能很好的时春节期间铁路客遥量精确预测，就 封d “一口 “ 封卜d 村卜口 、一旧l一、h， 一 卜 挚冲枷 墨 锄 一 孙 分 解 鼢 腓 鼢 制 秘 滴 方分微 j；|ili|i；ij 。，；。，。，。；。，。，。，。，。l 西南交通大学黑瑕硕士研究擞学位论文嚣18 页 可以有效恁缀织铁路客遮工作，攥离铁路服务壤爨戳及潢足嚣氏出行黉蝥。 毒，3 春运蠲闻鬻逶囊豹浚劝蔑霾 窬邀时间一般为4 0 天左右，甑括节前t 5 漱和节后2 s 天，其发送罄流包 括学生激、凝王漉、探亲流移旅游滤。其中民工流潮探亲漉持续麴对剃酾如 瑗的瓷媾兆鞍蘑定，嚣攀受流穗麓学校放设疑麓貔不溪霆露壤慰交纯较大。3 耱雾巍交缓燕一起，稳袋了豢运撼润鹣霉运鲎波动鲶援簿。 从节前来着，强置逐家辩阕釉探亲旅游者时阕一般集中在农历1 2 爿1 8 氅至2 2 曝煎簸( 誊避繁4 天到麓8 天) 和1 2 辩2 6 目前磁楚除夕( 誊遮第 1 2 天裂繁1 5 天) 这= 个辩馥段。誊运客滤鏊豁离赡藏集中在这= 令嚣阗。 魏莱学校藏啜麓麓躐海节簿阉较嵌，学校西家流萤早穗，这样节筒裔蟪麓流 蚤与越瓣非藏蜂期淡擞相差誉跫太大。反之，学生救假期间g 甄春节b 寸阃较缀， 学生滔家爨辅眈较燕书，这三种客流爨艴在越，造成节醣离婚内发送旅客 天数激壤，繁嚣发邀饔滚变韵耀纛鼗鞍大。 节错发送客流螯慈瀚特点来势猛，客运蠹藩高不下，寄= 个辚流裔潍麓。 正月初5 到难月初1 1 悬第一个巍蜂期，这个颠湖的旅客主豢嬉结束旅游的旅 客帮返膦静搽亲瀛。嚣鬻繁遂蕊是第二个毫蜂髑。瓣正冀2 l 爨藏嚣缝柬，逡 一鬟蕊黢送瓣圭簧燕攀整流簌氐工流。 4 。3 2 春遮客流爨预测 春逶发送客流爨耩于季节交淞和不麓剃交瀚黼影响j 事列，僮耀季节水平 溪型。建立攘整： 影一y 8 兵 ( 式中，y 预测期翦一年的国( 月或攀) 平均水平，也研以是已翔举份 懿醋( 列娥鸯季) 平均承早； f 季节稽数或耆季节祭数，它袭黎攀苓囊穗静数爨凌惫； f 一一羯毽警糖数，甚翔年谂疆惑孚臻数。 誊逡灞阃的不确宠因索程多，横饔( 1 ) 疑鸯虑缴向历牮闻一时溺煮游客 运薰波旗，没鬻考惑瓣一赛运嬲内浆足天数害濂爨变傀对感几天躲影赡，遵 照还纛婺器逶嚣霓天数客运塞实黪壤黠寒寒预浏盏避褥黪正： 鬈= 争暇吲口1 十r ( 2 ) 袋枣，嚣。* 一繁f 天靛实酝蘧； 西南交通大学工程颂士研究生学位论文第19 爽 f 静态预测中第i 天的预测馕， ，= f ，i + l ，。4 0 ； f 冬- 筵i 天。第4 0 天指数与箔i 天指数的比值： 3 l 在模羹( 2 ) 牛，如果第i 天韵预测馕比实鼹毽大，则糁垂意豹预测越线 穗第i 天之前部分已经为实际值，不发生变化；在第f 天之籍与第i 天接近静 部分受捌豹影购较大，应离上徽编穆：皇第f 天较远的部分受到的影响较小， 纂本不发生交纯，这稀交韵情况符合贪指数情况。 4 4 分线别饔遴量预溯 出于分线别的客运量比慕一个面上客运= 壁考虑的因素囊多、蔑加复杂， 尤其蓬长大予线，跨越死个省 _ 3 0 0 豹摄太覆蕊均佟为本局躲聚类中心。 ( 2 ) 管外计划，局内的各不同径路的直达人数2 0 0 的最大覆盖均作为 零蜀豹浆类中一心。 第三步，依次取一聚散中心，逐批计算与该中心的公共历程和模糊靛制 灏数q q ( j l o ，j l l ) 之毖篷( 麓稼q q 馕。 ( 1 ) 计算公共里程，先找到公共端点，再依最短路径，累加相连站间里 程： q q 篷壶该计划经鼹j l t 参照中，玉经疆j l o 凑丞数q q ( j l o ，j l l ) 霉戮， 其中l 是公共里程。h = m a x ( 1 j l 0 1 ，l j l l l ) ，q q 作为控制量，不计凝纲，取 q q ( j l o , j l l ) = i 笔 j 瑚l o = c j l 酗1 i 4 l - 珏 毛o 9 + l 澎ll 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 6 页 秀按照q q 值排序。 ( 2 ) 对已经撵完痔熬t ，按照不同豹标记绞诗缮浚攫y 置g ，在胡阉标 记下，按照q q 值由大到小排序。 ( 3 ) 根播我国的客运实际： 6 0 0 篷r s 1 3 0 0 不是6 0 0 入不构成到；超过1 3 0 0 入，超过部分吸收入下一到( 下限6 0 0 人出 客运实际确定，w 灵活掌握) 。 一个效应相关矩阵是对全路局的客遮计划进行定量分析、综合平衡后得 出的张表明各批计划对各自聚类中心依存程度的排序寝。限爨截淑的结聚 煮接形成了路局的多次列车殷在一定程度上保诚了其组织效采。同时，实践 证明，这种以路局分缺处理的方法，提高枫器的聚类速度十倍以上。 第六步，没有被设收的计蓟。除去标记，运西第三步，隧下一个聚类中 心重复二至五步，壹至全部聚类串心聚合完毕，转第七步。 第七步，至就运行方案鹣摇粲已经形残。最后，努破路是器限，将已分 残静各到路径终洚聚类巾心黠没毒被吸收熬客遥计划，重复第三步劐第六步， 遴一步充实平藿备次列举，运纾方案的编制漉瑕图如图3 ( 见下页) 。 5 3 着运期间铁路运输计划的编制系统 眷运是遥输业最繁忙紧张的时期，春运期间资源配置与运用的合理性和 静部门配合的协调性，将直接决定春运组织的成效。现从系统分析的角度， 对铁路春运提出改进现行组织模式、提高运营效率的新思路，旨在推动管瑗 剖新，促使铁路眷运的驾驭水平跃入新漪台阶。 瓶藏市场调奁，提商客流预铡的准确性。难确鹃客流霰测楚谋翔春运熬 鬟要藿磁，常场调鸯是获取客流蕊怠豹基本手段。当兹，铁路誊运熬露场调 鲞存在饕方法不奴蘸、发震不平簿、数据不准确的阉题。如在20 03 年凑 逅期耀，在运转极炎紧张戆壤况下，个别峨客上座率仅为30 友右，这完 全是由予窖滤预测不准确造成的决策失误。也有些站段在近年中，摸索总结 如了一些较为科学裔效的市场调查方法。如对民工流的调瓷，不仅深入民工 的发源地，还远赴民工的务工点，充分利用当地有关部门和企业对务工人员 进行管理的资料，详细了解民工数蓬及乘车日期，提高了隧工客流调蒋的准 图3 运行方案编制流稷嘲 西南