（交通运输规划与管理专业论文）铁路集装箱运输系统规划若干问题研究.pdf

中文摘要 摘要：集装箱运输作为一种先进的现代化运输方式，具有运输安全、手续简 便等特点，便于实现多式联运和“f - j n f - j ”运输，可以大大加快货物送达速度， 减少运输成本，正逐渐成为高质量货物运输的首选方式。改革开放以来，我国铁 路集装箱运输发展迅速，已成为铁路货物运输方式中的一个重要组成部分。为保 证集装箱运输的长期可持续发展，集装箱运输体系的构建非常重要。因此，如何 加强集装箱运输系统规划，提出适合我国国情路情的规划方法，就成为当前亟待 解决的问题。 论文界定了铁路集装箱运输系统，根据系统工程理论，对该系统的组成和各 组成部分间的复杂关系进行了研究。在分析我国集装箱运输现状的基础上，对铁 路集装箱运输系统的演变及相关问题进行了探讨，进而提出了铁路集装箱运输系 统规划主要包括运量预测、运输网络构建、运力资源配置等主要内容。 运量预测是制定规划的基础，合理可行的预测方法是得到较为准确数据的保 证。本研究在分析主流预测方法的基础上，选择灰色模型方法和指数平滑方法， 针对各自的不足进行改进，提出综合运用两种方法的综合预测方法，并结合我国 铁路集装箱运输实际确定了组合权重。实际预测数据的对比显示，组合预测方法 较好地弥补了单纯采用一种方法的缺点，提高了预测的准确程度。 针对目前铁路集装箱运输网络布局存在的问题，划分了集装箱办理站布局的 层次结构，提出了基于聚类分析的层次规划法，对集装箱办理站布局进行规划； 针对铁路集装箱运输的特点和其在集装箱多式联运中的地位，提出了依据运输密 度确定集装箱运输通道和集装箱双层通道的规划方法。 从班列运输组织模式、班列的开行规模和集装箱箱体资源的调配三个方面， 研究了铁路集装箱骨干网络的运力资源配置问题。在传统的车流组织和集装箱开 行方案的研究基础上，为适应骨干网络中“客运化集装箱班列这一运输组织模 式，建立了基于班列开行总成本最小化为目标的运力资源配置模型，针对模型中 决策变量的类型和特点给出了考虑班列开行设计和货物流量分配的综合优化方 法，并对此进行算例分析。 论文注重理论联系实际，针对辐射六省一市的深圳盐田港进行了集装箱多式 联运系统规划的实证分析。应用本研究提出的规划和预测方法，对盐田港发展集 装箱运输的规划和前景进行了分析，并提出了合理的建议。 关键词：系统分析；铁路集装箱运输；运量预测；预测方法；网络规划；盐田港 分类号： a b s t r a c t a b s t r a c t ：a sa na d v a n c e dt r a n s p o r t a t i o n ，t h ec o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o nh a st h e c h a r a c t e r i s t i c so fs a f et r a n s p o r t ，c o n v e n i e n tp r o c e d u r e ，e a s yt oi m p l e m e n tm u l t i m o d a l t r a n s p o r ta n dd o o r - t o - d o o rt r a n s p o r tw h i c hc a na c c e l e r a t ef r e i g h ts e r v i c es p e e d ，r e d u c e t r a n s p o r t a t i o nc o s ta n dg r a d u a l l yb e c o m e st h ef i r s tc h o i c eo fh i g hq u a l i t yf r e i g h t t r a n s p o r t a t i o n s i n c et h ei n n o v a t i o na n do p e n i n g ，r a i l w a yc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o ng r e w r a p i d l y i no u rc o u n t r ya n dh a sb e c o m ea ni m p o r t a n tp a r to fr a i l w a yf r e i g h t t r a n s p o r t a t i o n t oe n s u r et h ec o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n to fc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o n ，t h e c o n s t r u c t i o no fc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o ns y s t e mi sv e r yi m p o r t a n t t h e r e f o r e ，h o wt o s t r e n g t h e nt h es y s t e mp l a n n i n go fc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o na n dp r o p o s ep r o p e rp l a n n i n g m e t h o da r eu r g e n tp r o b l e m s t h i sp a p e rg i v e st h e b o r d e r l i n eo fr a i l w a yc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o n s y s t e m a c c o r d i n gt ot h et h e o r yo fs y s t e m se n g i n e e r i n g , t h i sp a p e rs t u d yo nt h ec o m p o n e n t so f r a i l w a yc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o ns y s t e ma n dt h ec o m p l e xr e l a t i o no ft h e s ec o m p o n e n t s b a s e do na n a l y z i n gt h ec u r r e n ts t a t u so fc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o ni no u rc o u n t r y , t h i s p a p e rd i s c u s s e st h ee v o l v i n go fr a i l w a yc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o ns y s t e ma n dr e l a t e d p r o b l e m s t h i sp a p e ra p p l i e sh i e r a r c h i c a lp l a n n i n gm e t h o dt os t u d yo nt h ec o n s t r u c t i o n o fc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o nn e t w o r k ，t h el a y o u to fc o n t a i n e rs t a t i o n sa n dt h ep l a n n i n go f t r a n s p o r t a t i o nc h a n n e l t r a n s p o r tv o l u m ef o r e c a s ti st h eb a s eo fp l a n n i n g a n df e a s i b l ea n dp r o p e rf o r e c a s t m e t h o d sg u a r a n t e et og e tm o r ee x a c td a t a b a s e do nt h ea n a l y s i so fg e n e r a lf o r e c a s t m e t h o d s ，t h i sp a p e rc h o o s e sg r e ym o d e lm e t h o da n ds m o o t he x p o n e n t i a lm e t h o dt ob e t h eb a s i cm e t h o d so fr a i l w a yc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o nv o l u m ef o r e c a s t d u et ot h e s h o r t a g eo ft h e s et w om e t h o d si t s e l f , t h i sp a p e ri m p r o v e so nt h e ma n dc o m b i n et h e r e s u l to ft h e s et w om e t h o d sw i t ht w ow e i g h tv a l u e sw h i c ha r ea s s u r e dc o n s i d e r i n gt h e p r a c t i c eo fr a i l w a yc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o n t h ec o m p a r i s o nt op r a c t i c a lf o r e c a s td a t a s h o w st h a tt h i sc o m b i n e dm e t h o dr e m e d i e dt h es h o r t a g eo fs i n g l ef o r e c a s tm e t h o da n d e n h a n c et h ee x a c to ff o r e c a s t t h i sp a p e rs t u d i e dt h ea s s i g n m e n tp r o b l e mo ft r a n s p o r t a t i o nr e s o u r c ei nr a i l w a y c o n t a i n e rs k e l e t o nn e t w o r kf r o mt h r e ea s p e c t sw h i c ha r et h ep a t t e r no ft r a i n o r g a n i z a t i o n ，t h ef r e q u e n c yo ft r a i n a n dt h ed i s t r i b u t i o no fc o n t a i n e r b a s e do n t r a d i t i o n a la p p r o a c ho fo r g a n i z a t i o no ft r a f f i cf l o wa n dr a i l w a yc o n t a i n e rt r a i np l a n n i n g ， i no r d e rt oa d a p tt ot h eo r g a n i z a t i o np a t t e r nw h i c hi ss i m i l a rt op a s s e n g e rt r a n s p o r t ，t h i s p a p e r b u i l tam o d e lo b j e c t i v et om i n i m i z et o t a lc o s t a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so f d e c i s i o nv a r i a b l e s ，t h i sp a p e rg a v et h ei n t e g r a t i o no p t i m i z a t i o nm e t h o do ft r a i np l a n n i n g a n dd i s t r i b u t i o no ff r e i g h t t h em e t h o dw a st e s t e db yac a s es t u d y t h i sp a p e ra l s og a v ea ni n s t a n c et od e m o n s t r a t et h ee f f e c t i v e n e s so f0 1 1 1 m e t h o d s u s i n gt h ep r o p o s e dp l a n n i n gm e t h o d sa n df o r e c a s tm e t h o d ，t h i sp a p e rm a d eap l a nf o r y a n t i a nh a r b o ri ns h e n z h e nw h i c hc a nr a d i a t e ss i xp r o v i n c e sa n do n e m e t r o p o l i t a nc i t y b a s e do nt h ef o r e g r o u n da n a l y s i so ft h i sh a r b o r , t h i sp a p e ra l s og a v es o m er e a s o n a b l e p r o p o s a l s k e y w o r d s ： s y s t e ma n a l y z i n g ； r a i l w a yc o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o n ；t r a n s p o r t a t i o n v o l u m ef o r e c a s t ；n e t w o r kp l a n n i n g ；t r a n s p o r t a t i o nr e s o u l r c ea s s i g n m e n t ；y a n t i a nh a r b o r c l a s s n o ： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字同期：年月日 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 1 1 3 致谢 当我完成本篇博士论文的时候，我的内心久久不能平静。回想这几年走过的 学习历程，我要深深地感谢在我学习和论文写作过程中给予我帮助的老师、同学 和朋友。 首先要感谢我的导师杨肇夏教授。杨肇夏教授学识渊博、治学严谨、为人正 直、工作勤奋。几年来，杨肇夏教授为我倾注了大量的心血和汗水，本论文也是 在导师杨肇夏教授的严格要求和悉心指导下完成的。杨老师的治学精神和言传身 教令我受益匪浅，不仅是我学习的榜样，而且将对我今后的工作产生深深的影响。 在此，谨向敬爱的导师致以最诚挚的谢意! 其次要感谢刘军教授。在研究和论文撰写过程中，刘军教授给予我大量帮助 和指导，这里向刘老师表示衷心地感谢! 还要感谢张晓东教授的大力帮助，以及王莹、董晓岩、张庆丰同学的无私帮 助。感谢他们在繁忙的工作和学习中，抽出时间对我论文的构思、框架和内容等 方面给予的关心和支持，使我的论文得以完成。此外，论文也得到了胡思继、姜 秀山、杜鹏老师的帮助，在此一并表示感谢! 同时对评阅本论文的各位专家学者，以及在论文写作和答辩过程中给我指导、 帮助的所有专家和老师们表示感谢! 对所有曾经关心、鼓励和帮助过我的朋友和 同学们表示感谢! 感谢我的丈夫和家人，感谢他们的大力支持! 1 绪论 1 1 论文选题背景 1 1 1 宏观背景分析 随着我国社会主义市场经济的不断完善，交通运输市场发生了深刻的变化，各种运 输方式之间竞争激烈，铁路运输受到严峻挑战。竞争使得铁路运输企业不断改革运输组 织模式，积极探索运输组织与市场对接的途径，最大限度地满足社会对铁路运输日益增 长的需要。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，国内贸易中高质货、 时令货的增多，对运输服务质量提出了更高的要求，也促进了铁路集装箱运输系统的快 速建设与发展。 在全球货运质量、周转速度显著提高的大背景下，铁路货运积极探索物流化发展道 路。国内外经验表明，铁路货运物流要有大的发展必须大力发展集装箱运输。这主要在 于，集装箱运输是一种先进的现代化运输方式，具有运输安全、手续简便、货损较少等 特点，尤其是通过“门到门”运输，开展多式联运，可大大加快送达速度，减少营运费用， 降低运输成本。 改革开放以来，我国铁路集装箱运输业快速发展，集装箱箱型、箱种的增加，集装 箱“五定班列”的开行和铁路集装箱直接参与海运与国际间运输，不仅提高了铁路集装箱 运输在货物运输市场中的占有份额，也展示了其特有的发展前景和空间，集装箱运输已 经成为铁路货物运输方式中的一个重要组成部分。近年来，铁道部对发展集装箱运输高 度重视，2 0 0 3 年成立了中国铁路集装箱运输有限责任公司，在铁路跨越式发展战略布局 中明确了铁路集装箱运输的市场竞争主体。随后，在铁路中长期路网规划中规划设计了 1 8 - i 集装箱中心站，大力推进了集装箱双层列车的试点开行和逐步推广工作；在铁路“十 一五”规划中又将铁路集装箱作为未来铁路货运发展的主要方向加以明确，铁路集装箱 运输进入了一个新的发展时期。 我国铁路集装箱运输起步较早，但与公路、水运相比，发展相对缓慢，还不能适应 国民经济发展和对外开放的需要。随着经济全球化进程的加快，跨国公司以全球经营为 目标实行生产要素全球流动，物流的多元化和全球化发展趋势，要求集装箱运输不断提 高服务质量，为客户提供具有较高时效性的综合物流服务，这既为我国铁路货物运输带 来了新的机遇，也提出了新的挑战。因此，如何加强集装箱运输系统规划与运输组织优 化，使铁路集装箱运输实现突破，从而推动铁路运输持续发展，是关系到我国铁路货物 运输发展的重要问题。 1 1 2 我国铁路集装箱运输目前存在的主要问题及其原因分析 我国铁路集装箱运输虽然取得了较为突出的成绩，但与发达国家和我国社会经济发 展需求相比，还存在如下几方面的突出问题。 ( 1 ) 铁路集装箱专门办理站数量少、分布不合理，基础设施落后。目前全路对外 公布的集装箱办理站有6 0 9 个，平均站间距1 0 2 k m 。其中能够办理4 0 t t 箱的车站1 2 2 个， 能够办理2 0 t t 箱的车站4 2 4 个。在全路集装箱办理站中，绝大部分为综台性货运站，多 数与笨零货物共用场地。在这些办理站中，普遍存在着站场布局不均衡，站内设备落后、 能力紧张以及对集装箱维护、修理能力不足等问题。 ( 2 ) 铁路集装箱运量区域性集中和路局集中趋势明显。如上海、北京、广州、沈 阳、济南五个东部沿海路局运量达13 8 万t e u ，占全路集装箱总运量的5 3 ；广州、成 都、天津、上海、北京、乌鲁木齐、昆明、重庆、哈尔滨、兰州等十大集装箱作业节点 的发送量占全路集装箱总量的3 0 3 ，到达量占总量的3 5 5 。 ( 3 ) 主要运输通道能力紧张。首先，集装箱货主要求快速、准时，客观上要求铁 路线路有较大的能力储备支持。其次，集装箱运量在时间上波动较大，适箱货物存在地 域上的不平衡，也要求有足够的线路能力满足集装箱运输和空箱调配的需要。再次，我 国铁路集装箱到发量有3 4 集中在上海、北京、广州、沈阳和郑州5 个铁路局内，并且 集装箱运输主要集中在京广、京九、京沪、京哈等繁忙干线上，通道能力亟待提高。 ( 4 ) 适箱货物装箱率较低。目前我国铁路承担国际集装箱运输的比例较低，绝大 部分适箱货物都在港口地区拆装箱，以散货的形式在港口与内陆之间进行集疏运，另一 方面，由铁路承运的大部分适箱货物仍采用整车运输及零担运输完成。 为寻求解决我国铁路集装箱运输发展中存在上述问题的合理方法与对策，有必要分 析产生这些问题的深层次原因。笔者认为，我国铁路集装箱运量增长缓慢，适箱货物装 箱率较低，主要在于铁路运能紧张和铁路集装箱运输服务不到位，难以满足市场需求。 进一步分析，可以发现我国铁路集装箱运输系统的规划和建设远远跟不上我国社会经济 发展的要求，我国铁路集装箱运输不能融入到国际集装箱运输大市场中，这才是问题的 症结所在。 铁路集装箱运输的发展离不开集装箱运输系统规划和建设，离不开集装箱作业节点 空间的合理布局和运力资源的优化配置以及列车开行方案的科学制定。目前，我国铁路 集装箱运输在有关布局规划工作上存在一些盲目性，主要表现在缺乏集装箱物流节点设 施建设发展的全国性统一协调规划，铁路集装箱系统规划不能在更高层面的指导下有效 地开展；缺乏结合我国铁路路情和适应铁路跨越式发展的战略要求的铁路集装箱系统规 划理论和方法的指导，铁路集装箱运输系统难以提供有效的运力资源。因此，有必要就 铁路集装箱运输系统规划理论和方法，结合我国集装箱运输市场的具体情况和我国铁路 路情进行深入研究。 2 1 2 论文研究的意义 随着沿海经济更加成熟并进入更高层次的发展阶段，土地和劳动力开始变得缺乏和 相对昂贵，同时一些新的国家经济鼓励政策开始向中西部和东北等地区倾斜，外向型出 口贸易的物流链向内陆延伸。这样一来，从调节国内沿海经济和内陆经济的结构性差异 出发，发挥铁路集装箱运输的大通道作用显得尤为重要。从经济学上来说，完善物流体 系的构建和经济发展是相互加强的过程。沿海经济向内陆延伸，将促进铁路集装箱运输 的发展；而铁路集装箱运输体系的构建也将推动我国内陆经济发展。因此，铁路集装箱 系统的规划建设己在我国“十一五”规划和“铁路中长期发展规划”中被提到了战略高度， 铁路集装箱运输系统规划和运输组织优化发展已经刻不容缓。 。 2 0 世纪9 0 年代以来，港口集装箱和集装箱卡车构成的沿海物流体系支撑了我国外 向型沿海经济的发展，但随着我国沿海经济向内陆的延伸，集装箱卡车的经济运输半径 将难以支撑。众所周知，提高铁路多式联运能力对中国国内市场的进一步发展至关重要。 这就对铁路集装箱运输提出了新的发展要求。 铁路具有全天候、运量大、运距长、运价低的优势，作为物流链的重要环节，在现 代物流和国际集装箱多式联运中具有不可替代的作用。然而，我国铁路集装箱运输还存 在上述诸多问题，因此认真分析铁路集装箱运输现状，对其中存在的问题深入研究，探 讨我国铁路集装箱运输系统规划和运输组织优化问题，对于我国集装箱多式联运的发 展，实现我国铁路货运向现代物流的转变，加强我国高效性物流体系的建设具有重要的 现实意义。 1 3 国内外相关研究成果 1 3 1 国内外主要研究成果综述 1 集装箱发展研究综述 集装箱、多式联运及物流系统等，是2 0 世纪期间在国外发展起来的。我国在改革 开放前，处于指令性计划经济时代，因此我国的集装箱与各种运输模式及多式联运，也 是在国家自上而下的推动下发展起来的。建国初期，我国在中国科学院内设立了综合运 输问题研究所，后在文革中撤销。1 9 7 9 年，前国家经委重新建立了综合运输研究所，从 事各类运输模式及相关问题的研究。1 9 8 3 年1 月，前国家科委、计委及经委联合组织各 单位研究中国技术政策，于1 9 8 5 年出版的国家计委兰皮书第9 号文中，研究了当时国 内外集装箱运输发展的概况1 ，提出了尽快建立全国集装箱体系，集装箱的箱型要实行 标准化、系列化及加快国际集装箱运输发展等政策建议。在该论证报告中业已指出：“集 注：有关该部分研究，主要由当时综合运输所的人员承担。 3 装箱运输的优越性都要通过联运和f - j n 门运输来实现”。1 9 8 4 年1 2 月，前国务院技术 经济研究中心组织各部委研究的( ( 2 0 0 0 年的中国分报告五2 2 0 0 0 年中国的交通运输 中也提出了“大力组织联运”及“集装箱运输是货物运输的一项重大改革”等政策建议。中 国集装箱运输的迅速发展，主要来自8 0 年代后期，中国对外贸易的迅速发展，使港口 集装箱及海运集装箱的吞吐量迅速增长，中国的交通部门，很早就开始注重集装箱、多 式联运及物流的发展，上海海事大学于1 9 9 2 年创刊了集装箱化的杂志。文献【1 】除 对综合运输系统及其各个子系统( 水路、铁路、公路汽车，城市公共交通，航空，管道) 作了详细的论述外，还对综合运输规划与综合运输运营等问题做了描述。值得指出的是， 综合运输运营篇中，探讨了集装箱运输及国家运输管制等问题。 其它有关集装箱与多式联运的主要著作有：文献 2 】重点探索了集装箱多式联运的组 织协调问题，同时也把集装箱多式联运与综合物流联系起来进行了探讨，并提出了评价 方法与政策；文献 3 】对集装箱多式联运的通道特征、运作机理以及运输网络规划进行了 分析与论述；文献【4 从实务的角度阐释了集装箱货流及基本组织形式，对运输各子系统 的水路、公路、铁路、航空集装箱运输组织、集装箱运输业务程序与单证、集装箱多式 联运的组织与管理、多式联运的责任与保险、信息化作了阐释并对有关法规作了简介。 文献【5 总结了我国集装箱运输的实践，首次将集装箱运输和集装化运输结合起来，较系 统地阐释了集装箱运输的理论和实例。文献 6 】- 【8 】介绍了国外集装箱运输系统的发展概 况。 2 运量预测的研究综述 运量预测是进行运输网络规划、运力资源配置的基础。只是由于运量预测在整个运 输规划中的重要作用，国内外学者对铁路客货运量的预测方面进行了大量的研究，取得 了丰富的研究成果。随着预测理论的成熟和完善，结合问题的特点，在对各种预测方法 进行改进、组合的基础上，涌现出丰富的预测方法。其中，时间序列、神经网络、灰色 模型、组合预测方法是被广泛用于铁路货运量预测的预测方法。 文献【9 针对铁路货运量数据序列特征，将灰色v c r h u l s t 模型的建模方法引入铁路货 运量的预测，并进行建模计算及预测值精度检验。 文献【1 0 】用训练样本与测试样本间的马氏距离对惩罚因子进行加权，对传统的支持 向量回归机( s v r ) 进行了改进，在此基础上提出了基于改进s v r 的铁路客运量时间 序列预测方法以1 9 8 0 1 9 9 8 年铁路客运量预测为例，对s v r 方法和b p 人工神经网络 ( b p a n n ) 方法进行了比较。 文献 1 1 】采用时间序列法中的a r i m a ( 自回归求和移动平均) 方法，对2 0 0 2 年1 月到 2 0 0 6 年8 月的全社会铁路运输量中的货运量分析，并进行短期预测。 文献 1 2 】建立了h o l t w i n t e r 预测模型，在对具有线性趋势、季节变动和随机波动 2 注：该报告由综合运输所承担，铁路部分由铁规院承担。 4 的时间序列进行分解研究的基础上，将时间序列与指数平滑法相结合，分别对长期趋势、 趋势的增量和季节波动做出估计。 文献 1 3 】在分析b p 神经网络的传递函数对非平稳时间序列预测的不利影响的基础 上，提出用差分法对输入数据进行预处理，在此基础上建立了铁路货运量预测的改进 b p 神经网络模型，并通过实例计算说明了这种改进b p 神经网络方法对提高铁路货运量 预测精度的有效性。 文献 1 4 】基于m a t l a b 的神经网络工具箱，利用其自带的用于神经网络的函数，通 过简单的编程实现了线性神经网络、b p 网络和r b f 网络三种神经网络的建立、学习和 训练，并对一实例进行了预测，结果显示是很有效的。 文献【1 5 提出了一种利用r b f 神经网络算法对港口集装箱量进行预测的模型，对 上海港集装箱运量进行了仿真及示例分析，并与b p 神经网络预测方法进行了比较。 文献【1 6 】采用改进的b p 神经网络对铁路客运量时间序列进行预测。分析改进的b p 神经网络原理，对1 9 8 0 年1 9 9 8 年的铁路客运量进行归一化处理，建立铁路客运量时间 序列神经网络预测模型，设计网络参数，进行网络学习与训练的仿真试验。对比分析改 进的b p 神经网络与标准的b p 神经网络预测结果，证明改进的b p 神经网络预测结果更 准确，精度更高。 文献 1 7 】应用灰色预测理论开发了基于m a t l a b 的铁路客运量预测程序，并对株洲 站旅客发送量进行了预测。 文献 1 8 基于灰色预测理论，建立了铁路客货运量预测的随机灰色系统模型。该模 型在对客货运量原始数据生成处理的基础上，建立了符合检验要求的残差g m ( n ，h ) 模 型，以预测铁路客货运量的发展趋势；再通过引入相对误差序列的随机过程，建立了随 机g m ( n ，h 1 模型，以综合考虑随机因素对铁路客货运量未来发展趋势所带来的影响， 提高铁路客货运量预测的精度。 文献【1 9 】对常用的指数平滑模型、回归分析法、灰色模型、组合模型四种预测方法 进行了综合研究。文中根据上海1 9 9 6 2 0 0 4 年的实际铁路旅客发送量，应用四种模型预 测了2 0 0 5 年的旅客发送量，并与实际值进行对比，检验了模型的预测效果，并建议采 用组合方法对预测结果进行修正，以提高预测精度。 文献 2 0 】将铁路客运量预测分为运量趋势预测和运量波动预测，分别采用灰色 g m ( 1 ，1 ) 模型和马尔柯夫过程进行预测，并将两者结合形成灰色马尔柯夫铁路客运量预 测方法。 文献 2 1 将灰色模型预测方法g m ( 1 ，1 ) 和马尔可夫链预测相结合，提出灰色一马尔 可夫链改进预测方法，并且针对我国铁路货运量的发展趋势进行了预测，得出比狄色预 测更加准确的结论。 文献 2 2 利用偏差对灰色模型预测值进行状态划分，并采用马尔可夫状态转移矩阵 对状态的转移变化进行分析，确定待预测年份偏差最可能处于的状态，进而用该状态的 边界值对灰色模型预测值进行修正。经实例验算表明，与灰色系统预测模型预测值和实 际值的拟合精度相比，文中提出的方法得到的预测修正值的精度有所提高。 文献 2 3 提出基于b p 神经网络技术的铁路货运量预测模型，该模型采用贝叶斯正 则化方法以提高神经网络推广能力。实验比较发现，该模型具有较强的自适应性，其拟 合、预测结果优于灰色预测模型g m ( 1 ，1 ) 和修正指数回归模型。 文献 2 4 】运用时间序列的趋势外推法、灰色预测和组合预测方法对我国铁路集装箱 运量进行了预测，并在此基础上运用因子分析方法对影响铁路集装箱运量的因素进行了 分析，得到了国民经济宏观因素和外界竞争因素对铁路集装箱运量具有影响的两个解释 性因子。 文献 2 5 】通过分析海铁联运运量的影响因素，提出基于集装箱货值的改进生成系数 法来预测海运进出1 2 1 集装箱内地生成量；采用多项l o g i t 模型建立运输链选择模型，在 分析运输费用、运输时间和服务质量对运输链市场份额的影响，并预测腹地至港口各条 运输链未来年份的市场份额。 文献【2 6 】探讨了影响铁路集装箱运量的四类主要因素，即经济因素、制度因素、设施 条件和市场竞争，详细分析了四个因素对铁路集装箱运量的影响，并建议采用多因素动 态相关分析法对国内和国际集装箱生成量进行预测 从既有研究来看，对不同的问题特点，不同的预测方法取得了不同的效果。针对问 题特点选取适合的预测方法往往能得到更高的预测精度。其中，组合预测方法可以结合 不同预测方法的特点，对问题有更好的适应性，被广泛用于铁路货运量预测。目前，针 对铁路集装箱运量特点的运量预测方法的研究还相对较少。 3 集装箱运输系统及网络规划研究综述 一般来说，运输系统和交通网络规划的内容主要包括：对节点位置、线路走向和网 络形态进行设计，以确定合理的网络规模和网络布局，满足运输需求，并与其它功能布 局相配合，发挥交通运输在整个国民经济和居民日常生活中的重要作用。依据规划内容 的不同，对运输系统和交通网络规划的相关研究可分为以下几类： 1 ) 对“点、线、面”的规划 城市交通路网规划、高速公路路网规划以及铁路网规划都属于这种情况。文献 【2 7 3 2 】采用定性和定量的方法对城市轨道交通网络规划问题进行了研究文f t i j c 3 3 - 3 6 】 研究了城市轨道交通网络、城市公共交通线路网、城市交通网络的评价方法。 文献 2 7 】在详细分析、总结国内外城市轨道交通规划领域的研究成果和存在问题的 基础上，总结归纳了网络规划指导思想、规划原则、规划的要点、网络规模、网络优化、 轨道项目的建设排序、客流预测理论和方法，指出我国城市轨道交通规划工作已经取得 较大的进步和发展，对规划的特征和规律有深层认识，加强了定性定量的分析论证，使 城市轨道交通网络规划的合理性日趋提高，但也存在许多有待进一步发展和完善之处。 对我国城市轨道交通网络规划理论方法的发展提出了新建议。 6 文献 2 8 通过对城市轨道交通网络规划和铁路规划、城市交通规划理论和方法的研 究和比较，分析并指出城市轨道交通网络规划方案的评价决策实际上是复杂的多目标决 策问题。在此基础上，建立规划决策分层评价指标体系；提出决策矩阵规范化的有效方 法；建立决策指标权重a h p 计算模型和a h p t o p s i s 优选模型，并开发了相应的决策分 析系统和应用软件。 文献 2 9 1 研究城市快速轨道的网络分析和规划，探讨了轨道网络规划的一般原则和 规律，并分类研究了线路规模、城市人口和客运量的定量关系；用图论中的概念和指标 来反映网络的特性：提出用层次分析法来确定网络规划中各项非定量指标的相对重要性 ( 权重) 。 文献 3 0 1 应用系统分析和网络图论的方法对轨道交通路网规划的关键环节一路网合 理规模、路网形态、初级路网规划方法及软件数据流图逐一作了探讨，概括了路网规划 的主题思想。 文献 3 1 1 指出：从城市的发展格局、交通需求、客流特性和经济承受能力综合分析 出发，构建多层次的城市轨道交通网络体系是必然的发展方向。在此基础上，探讨了构 建多层次的城市轨道交通网络体系的基本原则和方法。 文献 3 2 】介绍了上海市轨道交通网络系统规划的工作过程，并提出轨道交通网络应 在与城市总体布局、土地使用规划、交通规划相协调的基础上，充分考虑经济性、可操 作性，重视网络的可拓展性等。 文献 3 3 1 对影响城市公共交通线路网的各技术性能指标进行了系统分析，建立了层 次结构模型，并结合具体实例，应用层次分析法( a h p ) 对城市公共交通线路网进行了综 合评价，为城市交通规划、线路网的合理布局和改造提供了可行性依据 文献 3 4 以层次分析法( a h p ) 建立了包含基础设施、通达深度和服务特征三个子系 统的城市交通网络布局的评价体系，并以河南省巩义市为例，对该市的城市交通网络布 局进行了评价，提出了相应建议。 文献 3 5 1 系统地阐述了交通运输网络规划的评价问题。首先分析交通运输网络规划 评价的目的、内容、方法和特点，然后讨论了交通运输网络规划的技术评价、经济评价、 社会评价和综合评价的方法。 文献 3 6 1 乖1 j 用数据包络分析的有关理论给出了用于公路交通网络整体水平评价、公 路网建设方案有效性评价以及有效路网预测的方法，同时，还探讨了模型的含义和有关 性质。 2 ) 对节点的规划 这类规划主要研究在现有网络中如何确定某种特定目的的子网络，如铁路快捷运输 网络规划、物流配送网络规划等。文献 3 7 】【4 6 】都是对网络节点的规划，其中，文献 3 7 一 4 1 1 是基于已有站点和运输线路，依据不同的目标和原则，在已有站点中选取节点 作为快运网络集装箱运输网的节点站。文献 4 2 、 4 3 1 的研究内容属于网络规划中的选 7 址问题。文献【4 4 】、【4 5 对物流网络中的节点选择问题进行了研究。文献 4 6 】在已有站点 的基础上，对集装箱货运站的布局进行了规划，进而形成了集装箱多式联运通道。其中 对集装箱货运站布局的规划也是属于对节点的规划。 文献【3 7 】分析了快捷运输运力网络的特征、规划目标、规划原则和基本流程，提出 运用模糊聚类分析规划快运运力网络的基本方法。运用f 一聚类建立初始划分，利用迭 代自组织数据分析基于目标函数优化的特点和方法，求解出运力网络节点的分类，完成 对快捷货物运输运力网络的规划。 文献 3 8 对影响集装箱中心站选址的主要因素及运量预测方法进行了分析，并对装 箱中心站的作业规划、场内各功能块规划、装卸方式选择、交通规划等进行了论述。 文献 3 9 1 根据全国铁路建设1 8 个集装箱中心站的规划，结合深圳地区铁路现状和集 装箱运量构成的特点，确定了集装箱中心站站址选择原则，对深圳枢纽集装箱运输组织 的分散作业方案和集中作业方案进行了优缺点比选，并给出了建议方案。 文献【4 0 】提出了基于变权法的多因素f u z z y 决策选择铁路集装箱中心站的站址，并 以兰州枢纽地区为例，对集装箱中心站选址的选择确定，进行了实例计算，分析了变权 综合值和常权综合值的影响因素。 文献 4 l 】从分析港口型中心站的特点人手，提出港1 3 型中心站选址及运输组织的分 类原则，并通过大连集装箱中心站的设计举例说明。 文献1 4 2 1 综合考虑运输、库存、设施、服务质量等决策因素，建立了整车物流网络 规划集成优化模型，针对由工厂、集货中心和分销中心构成的基本物流网络，提出了用 于运输路径优化的流预测算法，并嵌入到遗传算法中，解决了适应值的计算难点，给出 了基于流预测的遗传算法求解框架。该文献还通过实例分析了运输规模效应、库存控制 策略、服务质量指标等因素对物流网络结构设计方案的影响。 文献 4 3 】针对大规模w c d m a 无线网络基站布局规划问题，提出一种基于聚类分解 的分层算法。在聚类分解中，以测试点信号增益矩阵构造聚类分解数据，并给出了收敛 判定函数和相似度计算方法；在分层算法中，首先用k 均值聚类将原问题分解为k 个 子规划问题，然后对各子问题求解整数规划问题，最后对各子问题的基站布局结果进行 全局调整。 文献1 4 4 对关系物流网络运行成本的设施数量、设施的选址及物资流通方式的决策 方法进行了分析，给出了物流网络规划的决策步骤。 文献 3 】研究了物流园区布局特性、空间结构模型、空间结构形态和空间结构演化规 律等理论问题，并以物流园区所依托的省区和城市为研究对象，从全国和经济区域两个 层面提出物流园区布局载体的层次分类方式，构建了以因子分析、模糊聚类分析和归类 识别分析为主的物流园区宏观布局层次分类模型方法体系。 文献【2 】对集装箱多式联运通道的规划问题进行了系统的研究，研究了集装箱多式联 运通道的内涵、成因、构成、特征等问题和集装箱多式联运通道的一般运作机理；分析 了在集装箱多式联运通道内的集装箱运输网络规划中的随机一受控现象；运用模糊聚类 分析法，在规划了集装箱货运站布局的基础上，分析指出我国集装箱多式联运的发展己 明显表现出初步形成集装箱多式联运通道的特征；采用无量纲的形式，运用f h w 综合评 价的方法，将流量分配概率与广义费用结合在一起，确定计算合理路径流量分配概率的 方法，以解决集装箱运量在运输网络上的分配问题。 3 ) 对线路的规划 在城市交通网络规划中，对线路的规划通常被称为交通网络设计问题，即研究如何 用定量的方法在已有交通网络上添加或扩容某些路段的问题。文献 4 5 】- 【4 8 】对城市交通 网络设计问题进行了研究。 文献【4 5 通过对交通网络设计的问题及其研究现状的分析，对离散型交通网络设计 问题进行了研究。采用双层规划模型描述问题，其中上层规划模型是从交通规划者的角 度出发，在建设资金受到约束的前提下，设计合适的路网结构，使得公路网中的交通出 行能达到系统最优；而下层优化模型则是从路网使用者的角度出发，使交通出行达到用 户最优。针对该双层规划模型，对上层模型使用s a 算法求解，下层模型则采用了基于 路径搜索的g p 算法进行求解，以此为基础设计了s a g p 算法对其进行求解。 文献 4 6 】介绍了城市交通网络设计问题研究的主要内容，并给出了城市交通网络设 计中一般形式的双层规划模型及其推广形式。 文献 4 7 】用基于均衡分配的双层最优化数学模型描述了交通网络设计问题，给出了 求解这类优化模型的算法，通过实例比较这些算法的性能，并探讨该研究领域未来值得 进一步研究的问题。 文献 4 8 综述了城市交通网络设计问题中双层规划模型及求解算法的以往研究成果 和最新研究进展及其实际应用中的相关问题，并据此指出了一些需要进一步研究的问题 及未来的研究方向。 从既有研究来看，对“点”、“线”、“面”三个层次同时进行的规划，由于涉及到很多 定性、半定性因素，且为多目标决策问题，既有研究一般是在路网规划预选方案的基础 上，进行路网结构特征分析和客流测试，通过对预选方案的补充、调整，运用评价指标 体系对其进行评价，最终得到推荐方案。其中，层次分析法( a h p ) 是被广泛用于该问 题的一个方法。在对节点的规划方面，依据问题的影响因素和优化目标，大致分为两类： 一类是采用聚类分析的方法，从已有节点中选取节点，构成具有层次结构的交通网络， 适合于大规模、节点具有层次结构、定性因素多、多目标的交通网络规划问题；一类是 运用数学规划方法，从候选节点中选择节点构成网络，适合于规模