（交通运输规划与管理专业论文）铁路旅客列车运营决策支持系统中若干关键模型与算法的研究.pdf

北京交通大学博士毕业论文 摘要 近几年来我国铁路旅客运输业受到了来自公路和民航运输业强有力的挑战，市场 份额不断滑坡，为了提高铁路旅客运输在交通运输市场上的竞争能力，我国铁路推行了 一系列的市场改革计划，使具有传统运营模式的铁路旅客运输业从此走上了市场化轨道， 但面对过去几十年来的计划经济模式，有许多问题需要在新的环境和形式下进行重新的 研究。 特别是加入“w t o ”后，中国铁路将进一步实行对外开放，铁路旅客运输业将在更大 范围和更深的程度上参与国际经济的合作和市场竞争。这为我们利用国内外两种资源、 两个市场，提供了新的发展机遇，同时也使企业面l 晦更严峻的国际竞争。特别是在市场 开发和经营管理方面，对我们将形成更大的压力，我们应该抓紧建立健全与开放型市场 经济相适应的铁路管理体制和运营方式，建立具有高度科学决策功能的铁路旅客运营决 策支持系统，提高铁路旅客列车在交通运输市场上的决策、竞争能力。为铁路旅客运输 保驾护航。 为此，国家铁路智能运输系统工程技术研究中心r i t s c ( t h ec e n t e ro fn a t i o n a l r a i l w a yi n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e me n g i n e e r i n ga n dt e c h n 0 1 0 9 y ，r i t s c ) 于2 0 0 2 年根据目前我国铁路信息化建设存在的问题，提出了新的铁路信息化发展战略规 划，其部分内容包括：系统目标集成；系统功能集成；计算机、网络、信息和 自动化技术的深入应用：智能理论技术的广泛应用：封闭和开放相结合的体系结 构；同时界定了r i t s 发展的1 7 项核心关键技术的研究，其中包括：分布式铁路综合 数据中心建设：铁路现有业务系统的互联与信息共享技术：铁路客运货运管理 信息系统：铁路运输决策支持系统。 上述系列发展规划和关键技术是铁路旅客列车运营决策支持系统研究的主要内容。 因此，对铁路旅客列车运营决策支持系统及其关键模型与算法的研究，不仅是我国 铁路旅客运输在新的市场经济条件下的迫切任务，同时也是我国铁路旅客运输信息化建 设的一项战略任务。 本文围绕铁路旅客列车运营决策支持系统及其若干关键模型与算法进行了系列研 究，主要研究内容如下： 1 针对目前我国铁路旅客运输的组织、管理特点。对旅客列车运营决策支持系统的 层次结构、网络结构、目标集成和系统集成等模型进行研究，并对数据库以及若干管理 子系统的组织和集成方案进行规划，提出系统的开发目标和开发策略。 2 对现有信息系统进行数据挖掘和整合，提出改进算法和措施，提高服务水平，充 分发挥现有系统的功能和作用，特别是对客票发售与预定系统的数据挖掘。 摘要 3 在市场经济条件下，根据铁路旅客运输的组织管理特点，对旅客列车的运输效益 计算方法进行研究和探讨，为旅客列车运营提供科学管理决策支持。 4 在市场经济条件下，对旅客列车的开行效益预测模型与算法迸行研究，为铁路旅 客运输决策部门科学、合理地进行计划列车的组织调配提供决策支持。 5 针对目前站车客流量分析方法和手段落后的现状，通过数据挖掘，利用现有的计 算机网络系统，进行站、车客流量统计应用模型与算法的研究建立封闭式与开放型相 结合的铁路旅客引导系统应用模型。 6 在市场经济条件下，从运输经济学的角度，运用旅行时间弹性和运输价格弹性理 论，分析运输速度与运输价格对旅客列车运输效益的变动影响，建立提速效益优化模型： 通过对提速资本投入的分析，对旅客列车提速经济速度、效益速度以及资本回收速度进 行界定和探索性的研究。 7 对铁路旅客列车运输效益综合评价方法进行研究，为企业强化内部管理与考核， 提供科学的分析方法与途径。 铁路旅客列车运营决策支持系统作为c i r s ( c h i n ai n t e l l i g e n c er a i l w a ys y s t e m ， c i r s ) 的重要组成部分。它的研究和开发建设对提高我国铁路旅客运输在交通运输市场中 的竞争能力，加强铁路旅客运输的组织管理，合理的计划和调配旅客列车的运营，为铁 路旅客列车的运营提供准确及时、可靠地决策分析依据，实现铁路旅客运输管理与组织 的智能化、信息化，达到用最少的投入获得最大的运输量和运输经济效益，将具有重要 的作用和研究价值，是实现铁路旅客运输管理信息化、决策科学化的重要方法和途径。 关键词：旅客运输；市场经济；算法模型；决策支持系统；客流量 i i 北京交通大学博士毕业论文 a b s t r a c t r e c e n t l y ，t 1 1 er a i l w a yp a s s e n g e r 仃a s p o r ts e c t i o nh a sb e e nc h a l l e n g e ds e v e r c l yb y h i g h w a yt r a n s p o r ts e c t i o na 1 1 dc i v i la v i a t i o n 廿a i l s p o r ts e c t i o n ，s oi t sm a r k e ts h a r eg r a d u a l l y d e c r e a s e s i no r d e rt oi m p r o v et 1 1 ec o m p e d t i o na b i l i t yo fr a i l w a yp a s s e n g c rt r 锄s p o nm o d e ， m i n i s 虹yo fr a i l w a yh 勰b e e nc a r r y i n go u tm em a r k c t 陀f 0 珊p l a n si n t 1 1 er a i l 、a yt 珊s p o n s y s t e m ，w h i c hm a k e s 也e 协扭i t i o n a lr a i l 、v a yp 髂s e n g e rt r a n s p o r tm o d eg o i i l gt om em a r k e tw a y _ h o w e v e r d u et ot l l ep a s td e c a d e sp l 柚e de c o n o m i cm o d eo fm i l 啪yn 锄s p o r t a t i o n ，m a l l y p r o b l c m sn e e dt ob er e s e a r c h e di nt l l en e w c i r c 啪s t a n c e s 趴ds i t u a t i o n e s p e c i a l l ya f t e rc h i n a se n t r yi n t o 、 叮o ，m i l w a yt r a i l s p o r tw i l lb co p e n e dt ot 1 1 ef o r e i g n c o u m r y t h e nr a i l 、a yp 勰s e n g e rt m n s p c i ns e c t i o n 、v i l lt 日| k ep a ni n 也ei n t e m a t i o n a le c o n o m y c o o p e r a t i o na n d m 缸k e tc o 日叩州o nt od e 印e rd e g r e e ，w h i c ho 彘r s am wd e v e l o p i n g o p p o n 吼i 母s om a tw e c a f lm a l 【eu s eo f 也eh o m e 趾da b r o a dr c s o u r c e sa 1 1 dm a t k e t s m e a n t i m e ， t 1 1 ec o r p o r a t i o n sw i l 王h a v et 0f a c em o r ec o m p e t i d o n 卸dp r e s s u r e ，e s p e c i a l l yo nm ea s p e c t so f m a r k e td e v e l o 邮e ma n dm a n a g e m e n t s ow es h o u l de s 诅b l i s ha n dp e r f e c tt l l er a i l 、v a y m a n a g e m e n ts y s t e ma n dm o d em a ts u i tt l l eo p c n i n gm a r k e te c o n o m yw bs h o u l da l s oe s t a b l i s h t h er a i l w a yt r a n 印o r td e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mw i t hh i 曲s c i e n c ed e c i s i o nf 缸c t i o n i nm i sw a y w ec a ni m p r o v et h ed e c i s i o na b i l i t ya i l dc o m p e t i t i o na b i l 埘o f r a i l w a yt r a l l s p o r t b 鲒i n go nt h ee x i s t i n gp r o b l e mo fe s t a b l i s h i n gr a i l w a yi n f o m l a t i o ns y s t e m ，m e r j t s c ( n l ec c n t e ro fn a t i o n a lr a i l 啪yi n t e l l i g c n tt 啪s p o r t a t i o ns y s t e me n g i n e e r i n ga i l d t e c h n o l o 鼢魁t s c ) b r i n gf o 州a r dn e wd e v e l o p m e n ts t f a t e g y a i l d l a y o u to fr a i l w a y i n f o 衄a t i o ns y s t e mi n2 0 0 2 ，m ep a r ta i mo ft l l i sa sf o l l o 、s ：i m e g r a t i o no fs y s t e mg o a l s ； i n t e g r a t i o no fs y s t e m 如n c t i o n ；m ed e e pa p p l i c a t i o no fc o n 叩u t e r n e t w o f k 。i n f b 玎n a t i o n a n da u t o m a t i ct e c h n o l o g y ；t l l ec o n l p r e h e n s i v e 印p l i c a t i o no fi m e l l i g e n c et e c l l i l o l o g y ； i n t e g f a t i o no fc l o s es y s 钯m 蠹觚蹦，o 出a n do p e ns y s t e m 丘必l e w o r ka t 硅培s a r t 沁e ， r e s e a r c h e so fl7k e yt e c h n o l o g i e so nd e v e l o p m e n to fr i t s ca r e g i v e n ，i n c l u d i n g ： c o n s t m c t i o no fd i s 埘b u t e di m e g r a t i o nd a t ac e n t e ro fr a i l w a y ；j o i no fo p e r a t i o ns y s t e m a n di n f o m a t i o ns h a r et e d m o l o g yo fr a i l w a ys y s t e mi ne x i s t ； r a i l 、v a yp a s s e n g e r n 孤s p on ：雠i g h tt r a n s p o r tm a f l a g e m e n ti i l f b n i l a t i o ns y s t e i l l ；r a i l w a yt r a n s p o r td e c i s i o n s u p p o ns y s t e m t h ed e v e l o p i n gp l a l l s 卸dk e yt e c h n o l o g i e sr e l a t e d 越 o v ea r e 血em a i nr e s e a r c hc o n t e n t s o f r a i l w a yp a s s e n g e rt m s p o r t i l l gd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m s on l er e s e a r c ho fr a i l w a yp a s s e n g e r 订孤s p o r td e c i s i o ns u p p o r ts y s t e ma n dr e l a t e dk e y m o d e la n da l g o r i t l l mi sn o to i l l y 也eh o t t a s ko fr a i l 、张y 把m s p o r ti n l en e wm a r k e te c o n o m y i i l a b s 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f o h n a t i o ns y s t e ma n db r i n go u t 也ei m p r o v e a i g o r i t sa n ds 把p s ，w ec a nm a k ef h l lu s eo f t l l es y s t e m s 劬c t i o i l s ，e s p e c i a l l yt t l em n c t i o no f d a t am i n i n gf o rt i c k e ts e l l i n ga i l dr e s e r v i n gs y s t e m 3 i nt 1 1 em a r k e te c o n o m ye n v i r o m e n t ，a c c o r d i n gt om eo r g a i l i z a t i o na n dm a l l a g e m e n t f b a t u r e so fr a i l 、v a yp a s s e n g e rt r a i l s p o r t ，t h ec o m p 埘n g 砌m m e t i ca 1 1 dm o d e lo fr a i l w a y p a s s e n g e rt r a l l s p o nb e n e n ta r ed i s c u s s e d ，a i l dt l l es c i e n t i f i cm a n a g e m e n td e c i s i o ns u p p o r to f r a i l 、v a yp a s s e n g e rt r a n s p o r ti sg i v e n 4 i nt h em a r k e te c o n o m ye n v i r o n m e m ，m ef o r e c a s tm o d e la n di t sa l g o r i t h m so f p a s s e n g e r 仃a i nr u 玎n i n gb e n e f i ta r ed i s c u s s e d s ow ec a l lg i v em ed e c i s i o ns 叩p o r tf o rt l l em i l w a y p a s s e n g e rt r a i l s p o nd e p 抛e m t oo r g a l l i z em et r a i l l ss c i e n t i f i c a l l ya i l dr a t i o n a l l y 5 w i t ht h es i t u a t i o nm a tt h ep r e s e mp a s s e n g e rn o wa n a l y s i sm e m o di sb a c k w a r d ，t h e s t a t i s t i cm e t h o da n dm o d ef o rs t a t i o n 打a i np a s s e n g e rn o wa r es t i l d i e da 1 1 da n 印p i i c a t i o nm o d e l f b rr a i l w a yp a s s e n g c r g u i d es y s t e m ，w h i c hi n t e r 掣a d e sb o mo p e na n d c l o s eg t y l e ，i se s t a b l i s h e d t 1 1 r o u g hd a t am i n i n ga 1 1 dc o n l p u t e rn e t w o r k 印p l i c a t i o n 6 o nt h ec o n d i t i o no f m a r k e te c o n o m y w ec a i la i l a l y z em ei n n u e n c eo fp a s s e n g e rt r a i n s t r a n s p o nb e n e f l tf r o mt 1 1 ea l t e r a t i o no ft m s p o r ts p e e da n dt r a f l s p o r tp r i c eb yu s i n gt h et h e o r y o ft r a v e l t i m ee l a s t i c i t ya n dt r m s p o r t p r i c ee l a s t i c i 哆i nt r a n s p o r te c o n o m i c s ，a n db u i l dt h e t r a n s p o nb e n e f i to p t i m i z a t i o nm o d e lo nt l l ec o n d i t i o no fs p e e d i n gu pt h et r a i n sv e i o c i t y w c c a l ld e f i n ea i l dr e s e a r c ht 1 1 ee c o n o m y t r a n s p o nb e n e f l t ，a i l dr e c l a i mc a p i t a ls p e e db ya i l a l y s i s o f c a p i t a ld e v o t i o no nt t 峙c o n d i t i o no f s p e e d i n gu pm c n _ a 洫sv e l o c i t y 7b yt 1 1 er e s e a r c ho ni n t e g r a t e db e n e 矗te s t i m a t eo fr a i l w a yt r a n s p o n ，t h es c i e n t m c a i l a l y s i sm e t h o da n da p p r o a c ha r eo 丘b r e df o rs t r c n g 山e n j n gm ei n t e m a lm a l l a g e m e n ta n d e v a i u a t i o no f m ee n t e r p r i s e t bi m p r 0 v ei t sc o m p e t i t i o na b i l i t ) r 锄o n g 廿l et r a n s p o nm a r k 乩s t r c n g m e ni t st r a l l s p o r t o 唱a 1 1 i z a t i o na n dm a n a g e m e n t ，p r o v i d 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o d e l ；d e c i s i o ns u p p o r t 野，s t 锄：p a 5 s e n g e r 妇o w v 独创性声明 本人声明：所呈交的博士学位论文是我个人在导师一一教授的指导 下进行的研究工作及所取得的研究成果。尽本人所知，除了文中特别加 以标注和致谢的地方外，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研究机构或其它教育机构的 学位或证书而使用过的资料。与我一起工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中做出了明确的说明并表示了谢意。 本人签名： 么萝主 上卧f 年6 其臼 关于论文使用授权的声明 本人完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公 布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：拉导师签名 北京交通大学博士毕业论文 特的特点，它需要各运输企业之间密切合作才能组织有效地运营。但市场经济体制的逐 步建立和完善、国民经济的日益发展，并不能有效地消除全国各地经济条件的差异，且 由此造成的原材料、电力、燃料等价格和工资水平的差异，并不能保障每个运输企业都 处于盈利状态，而且铁路客运网络遍布全国，各铁路局所辖区域经济的发展水平不平衡， 同时由于地域的差别，旅客的出行行为和出行方式也有很大的不同，从而造成了各地铁 路运输成本的巨大差异。 因此必须建立一套可靠的核算方法，能够及时的对旅客列车的运输情况进行分析和 研究，为旅客列车的计划调配提供准确的决策依据( 杜学东和高自友，2 0 0 3 ) 。 5 ，通过近几年的铁路信息化建设，铁路运输信息化的程度有了很大的提高，特别是 以客票发售与预订计算机联网系统为代表的信息化系统，对组织铁路旅客运输起到了重 要作用，但这些信息系统目前都处于独立运行状态之中，信息不能共享，许多信息资料 没有得到深入的挖掘，必须对其进行有效地系统、数据集成，实现信息、资源共享，才 能充分发挥其应有的性能和作用( 铁路行业信息化调查报告，2 4 ) 。 随着铁路客票预定和发售系统的完善与稳定，产生了大量格式规整、组织结构合理 的铁路客运业务数据，但要从这些数据中提取出对决策分析人员有用的信息，仅仅依靠 传统的业务数据库系统是远远不够的( 王炜炜等，2 0 0 2 ) 。 6 在市场经济条件下，为了加强铁路旅客运输的力量，提高铁路旅客运输在多模式 运输环境中的竞争能力，各铁路局相继成立了专门的营销部门，对铁路旅客运输企业进 行了一系列的改革，但由于工作的局限性，目前的决策工作仍然存在着一些问题。 运作的僵硬性。在市场经济条件下。铁路旅客运输应该具有一定的灵活性。由于 各铁路旅客运输企业分布于不同的运输区域，各地经济条件和生活水平发展不均衡，因 此各运输企业不能采用统一的运输价格策略，对于某些运输线路或某些运输区域，应该 在一定的范围内允许各运输企业具有相对的运作灵活性，以利于市场的竞争。 数据的有限性。现行的数据分析主要依靠业务部门提供的一些基础数据和业务报 表，这种固定、单一的数据展现方式，在很大程度上制约了决策人员的思维方式和思考 范围。即使已经存储和积累了大量的数据，也只能在数据的表面上做文章，大大影响了 决策的效果。对于某些管理决策，则严重缺乏决策依据。 虽然通过近几年的铁路信息化建设，我国铁路旅客运输信息化的现状有了很大地提 高，但由于各业务信息系统基本上都是独立开发建设、自成体系，各系统之间的连通性 和相互操作性很差，大量的基础数据需各系统自行维护，大量的管理信息难以为其他信 息系统及其管理人员利用，从而造成了信息、资源的极大浪费( 文玲艺，2 0 0 4 ) 。 特别是铁路客票发售与预订系统为我们积累了大量的客流数据资料，必须采用新的 技术和方法进行数据挖掘，为铁路旅客列车的合理运营提供及时、可靠的决策支持服务， 从而使其发挥更好的作用。 北京交通大学博士毕业论文 点( 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心，2 0 0 2 ) ，分别为 1 系统目标集成； 2 系统功能集成： 3 计算机、网络、信息和自动化技术的深入应用： 4 智能理论技术的广泛应用： 5 封闭和开放相结合的体系结构。 而以前瞻性与现实可操作性结合、需求与可能性结合为出发点，界定了r i t s 发展的 1 7 项核心关键技术，其中： 1 分布式铁路综合数据中心建设： 2 铁路现有业务系统的互联与信息共享技术： 3 铁路客运货运管理信息系统： 4 铁路运输决策支持系统： 是目前要重点研究的凡项关键技术，也是铁路旅客运营决策支持系统研究的重要内容( 王 炜炜等，2 0 0 2 ) 。 因此，对铁路旅客运营决策支持系统及其关键模型与算法的研究，不仅是我国铁路 旅客运输信息化建设的战略要求，同时也是我国铁路旅客运输企业在新的市场经济条件 下的迫切任务和急需研究的重要课题。 铁路旅客列车运营决策支持系统作为c i r s 的重要组成部分，它的研究和开发建设对 提高我国铁路旅客运输在交通运输市场上的竞争活力，加强铁路旅客列车的运输组织管 理，合理的计划和调配旅客列车的运营，实现信息资源共享，为铁路旅客列车的运营提 供准确及时、可靠地决策与分析依据，具有重要的作用和研究开发价值，是实现铁路旅 客运输管理信息化、决策科学化的重要途径。 商场如战场，“十五”期问中国铁路旅客运输业将面临着挑战和机遇并存的发展局 面。特别是我国铁路旅客运输业刚刚走上市场化轨道，运营模式正在建立，许多问题亟 待解决。因此，在市场经济条件下，对铁路旅客运输的重要决策模型与算法进行系统地 分析和研究，建立我国铁路旅客列车运营决策支持系统，为铁路旅客列车运营保驾护航， 不仅是一项十分迫切的任务，同时也是一项非常重要的战略任务。 然而，面对我国庞大、复杂的铁路旅客运输网络和运输市场，建立一套运行可靠的 旅客列车运营决策支持系统，其工作是艰巨的，许多问题需要进行细致地分析和研究。 根据我国铁路旅客运输信息化的状况以及国外的经验，我国铁路旅客运输信息化的 建设必须坚持紧密结合铁路旅客运输生产实际，按照总体部署、系统优化、突出重点、 分步实施的方针：坚持统一规划、统一标准、统一制式、统一开发、统一应用的技术原 则：利用目前先进的计算机网络技术和信息处理技术进行系统综合集成和开发，实现资 源与信息的高度共享，形成具有高度科学管理功能和决策功能的铁路旅客运营决策支持 第l 章绪论 系统，从而不仅可以实现“人在家中坐，收发全国货”的思想理念，而且还要达到用最 少的投入，获得最大的运输量和运输经济效益的战略目标。 因此，在新的规划研究和建设中，必须以铁路旅客列车运营决策支持系统的整体框 架体系结构研究为出发点，进行系统总体需求、物理结构、逻辑结构、功能结构、数据 流以及各功能子系统的功能及标准、评估方法、相关效益分析方法等关键模型与算法的 研究。 1 2 研究现状 随着我国铁路旅客运输市场化改革的不断深入，一些学者围绕在市场经济条件下铁 路旅客列车运营决策支持系统及其算法与模型进行了一系列的研究与探讨，目前主要研 究现状如下。 陈敦明于1 9 9 8 年通过分析速度与票价对铁路客流分担率的影响，并根据分析结果提 出了提高铁路旅客运输竞争能力的措施与途径( 陈敦明，1 9 9 8 ) 。四兵峰和高自友于1 9 9 9 年建立了城市间多模式均衡配流模型，利用灵敏度分析方法重点分析了价格因素对不同 运输方式客流的影响关系( 四兵峰和高自友，1 9 9 9 ) 。刘强、刘卫国等从信息集成的角 度，对铁路旅客列车运营决策支持系统数据仓库的模型以及实施方案进行了探索研究( 刘 强等，2 0 0 1 ；刘卫国等，2 0 0 0 ) 。王炜炜等于2 0 0 2 年通过对铁路旅客运输管理部门的业务 职能进行调查研究和需求分析，给出了铁路旅客列车运营决策支持系统的基本需求和设 计目标( 王炜炜等，2 0 0 2 ) 。闰海峰等于2 0 0 2 年从概率分析的角度出发，对在新建单线 铁路上旅客列车的开行能力以及在不同数量旅客列车的条件下列车交会方式和停留时间 对旅行速度产生的影响进行了研究( 阎海峰等，2 0 0 2 ) 。涂旭和李雅娟于2 0 0 3 年对铁路 客运成本的计算方法进行了探讨，文中利用支出率方法对客运成本进行了分析( 涂旭和 李雅娟，2 0 0 3 ) 。叶怀珍等于2 0 0 0 年从优化旅客列车开行方案的角度出发，对旅客列车 的开行方案进行了探讨( 叶怀珍等，2 0 0 0 ) 。张鹏辉和孙晚华于2 0 0 0 年从技术经济的角 度出发，对中速列车开行方案在经济上的有利性进行了探讨( 张鹏辉和孙晚华，2 0 0 0 ) 。 杜学东和高自友于2 0 0 3 年利用l o g i t 分离模型对旅客列车客流量预测方法进行了研究，并 在详细分析旅客列车开行效益指标要素的基础上，给出了一种旅客列车开行效益分析算 法及算法应用模型。通过对基础数据库之间的逻辑关系进行分析，给出了旅客运营决策 支持系统数据仓库的0 l a p 应用模型和开发方法( 杜学东和高自友，2 0 0 3 ) 。杜学东等于 2 0 0 4 年通过对现行客票发售与预订系统进行分析，提出了一种客流量统计分析算法并 给出了该算法的应用开发模型，为铁路旅客售票服务站提供了实时的列车客流数据信息， 为建立铁路旅客引导系统提供了可靠的基础数据保障，进一步拓宽了客票发售与预订系 统的应用领域( 杜学东等，2 0 0 4 ) ，等等。 北京交通大学博士毕业论文 上述国内一系列的研究和探索，对建立我国铁路旅客运营决策支持系统和促进铁路 旅客运输市场的合理运营起到了积极的作用。 然而这些研究和探索，大多停留在定性分析和理论探索阶段，且支离破碎，没有从 系统的整体结构和实际应用出发对铁路旅客列车运营决策支持系统及其关键模型与算法 进行系统的分析和全面研究，尤其是对客票发售与预订系统还需要进行深入的开发研究， 使其发挥应有的作用，实现信息资源的高度共享。 在国际上，特别是西方一些发达国家，由于铁路旅客运输市场化运作起步早，已经 取得了一些经验。目前，美国、俄罗斯以及欧洲有关国家铁路其计算机应用与集成化程 度都比较高，大多建立了一种基于计算机网络系统的结算系统，用于处理运输企业间乃 至国际间的清算工作。实现了企业间收入清算的现代化，维护了各运输企业的经济利益。 张功岳和宋一凡，2 0 0 2 ) 。有些国外用户服务信息系统，运输集团与用户之间实现了完 全的电子界面，每天入网访问量达3 万多人次，每周处理事务近70 万个。有的客票服 务信息系统，能把分布在全路各地、车上车下的自动售票机、窗口售票印票机、客票预 订系统、旅行社客票销售系统等融合成一个综合系统，旅客在任何一个服务台都能办好 有关旅行事项( 铁路行业信息化调查报告，2 0 0 4 ) ，其中英国的t r i b u t e 系统不但具有列 车运行时刻表管理、席位预订、发售欧洲其他国家的车票等基本功能，还具有运营运价、 客流分析等决策算法的管理功能。日本的m a r s 系统不但可发售火车票，而且还具有预订 旅馆等服务功能。德国的t r a i n s 系统在德国、葡萄牙、挪威、瑞典、荷兰等国家广泛使 用，为计划和组织铁路旅客运输提供了可靠的决策依据( 史锋和谷强， 2 0 0 2 ) 。 国内其他行业，如民航、邮电、电力等系统也相继建立了相应的比较完备的计算机 应用系统。特别是民航系统，设有专门为国内外航空公司之间、航空公司与机场、油料 公司等市场主体之间进行收入清算的计算机服务系统。我国铁路于2 0 0 1 年也开展了对铁 路运输企业之间进行资金清算系统的研究。 但由于我国在铁路交通发展规划和铁路交通市场运作以及铁路运营组织管理等方面 同西方国家有着很大的差异，因此许多国外经验难以借鉴。如日本、法国、德国等国家， 目前主要致力于高速铁路、高速列车以及铁路噪音控制方面的应用研究。又如美国、加 拿大等国家，人口稀少、地域广阔，铁路旅客运输的市场份额相对较小，其交通运输主 要侧重于高速公路和民用航空交通方式，这与我国目前的交通现状形成鲜明的对比。尽 管如此，一些研究成果仍然可为我们提供参考。 a g o s t i n on u z z o l o 等于2 0 0 0 年提出了一种用户选择模型，可用于对中、长途铁路出 行者对铁路服务属性( 如旅行时间，运输价格等) 变化带来的影响进行模拟( a g o s t i n o n u z z 0 1 0e ta 1 ，2 0 0 0 ) 。n u z z o l oa 等从城际间铁路运输的需求分析出发，提出了一个 城际间铁路运输d s s 实施规划方案( n u z z 0 1 0a e ta 1 ，1 9 9 7 ) 。o d i j km a 于1 9 9 4 年提 出了一种利用p e t r i 网理论对铁路线路交叉点规划设计进行评估的思想方法。文中指出， 9 第l 章绪论 通过p e t r i 网理论可对铁路线路交叉点处的设计进行模拟验证，从而对设计方案的合理性 进行论证( 0 d i j km a e ta 1 ，1 9 9 4 ) 。m t c 1 a e s s e n s 等通过对铁路旅客运输线路旅客 流量等因素的分析，建立了铁路旅客列车运输线路选择模型，为优化铁路旅客列车运输 效益提供了种分析方法( m t c l ae s s e n se ta 1 ，1 9 9 8 ) 。j e a n d a n i e lr o l l e 于1 9 9 7 年提出了一种利用弹性计算方法对瑞士铁路运输需求进行估算的思想方法，通过该方法 可对瑞士铁路运输的需求量进行测算( j e a n d a n i e lr o l l e ， 1 9 9 7 ) 。h i t o s h ii e d a 等通 过对东京铁路运输现状的调查分析。提出了部分规范化措施，对进一步改进东京铁路的 服务质量起到了积极的作用( h i t o s h ii e d ae ta 1 ，2 0 0 1 ) 。m j d o r f m a n 与j m e d a n i c 于2 0 0 4 年利用铁路交通离散事件模型，对如何进行铁路网络线路上的车辆安排进行了描 述( m j d o r f m a na n dj m e d a n i c ，2 0 0 4 ) 。r u s s of 和b e l t r a m ig 于1 9 9 6 年提出了一 个为英国铁路列车开行计划提供决策支持的d s s 系统设计方案( r u s s of a n db e l t r a m ig 1 9 9 6 ) ，等等。 近几年来，许多学者围绕决策支持系统的开发方法和开发模型等方面也作了大量的 理论研究。徐琪等于2 0 0 2 年提出了一种基于粗基理论的决策支持系统设计思想( 徐琪， 2 0 0 2 ) 。樊群和达庆利对虚拟数据库在决策支持系统中的应用进行了研究( 樊群和达庆利。 2 0 0 1 ) 。朱顺泉通过对模型的关系表示方法迸行研究和描述，给出了在决策支持系统中模 型的关系表示应用方法( 朱顺泉，1 9 9 9 ) 。赵卫东等对决策支持系统的主动性研究进行了 探讨( 赵卫东等，2 0 0 1 ) 。马锐和尤定华于2 0 0 1 年对决策支持系统中模型库的管理技术和 实现方法进行了理论研究( 马锐和尤定华，2 0 0 1 ) ；a 1 e xb e r s o ns t e p h e nj 和s m i t h 于1 9 9 7 年在文中对数据仓库、数据挖掘以及o l a p 进行了理论与应用方法上的研究( a l e x b e r s o ns t e p h e nj a n ds m i t h ，1 9 9 7 ) ，等等。 这些理论与方法的研究，为我们进行铁路旅客列车运营决策支持系统的开发和建设， 提供了可靠的技术保障。但随着科学技术的发展，新的技术和方法不断涌现，如何将这 些新的技术和方法，融入到铁路旅客运营决策支持系统的设计思想中去，使铁路旅客列 车运营决策支持系统发挥更好的作用，是人们一直努力的目标，也是一个不断完善的过 程。因此，对铁路旅客列车运营决策支持系统的决策模型及其算法的研究，不但要在新 技术和新方法