（交通运输规划与管理专业论文）基于铁路客票数据的列车等级客流分担率研究.pdf

中文摘要 摘要：随着社会经济的发展，人们的出行次数日益增加，人们对出行质量也提出 了更高的要求。在这样的背景下，铁路部门如何根据旅客的需求合理确定不同等 级列车的客流分担率是实现铁路运输社会效益和经济效益的关键。以旅客选择行 为为基础，开展对铁路列车等级客流分担率的研究，可掌握旅客对列车等级的选 择特点，并据此优化旅客列车开行方案，开发旅客运输产品，进而提高铁路旅客 运输服务质量，更好地满足旅客的出行需求，提升铁路的市场竞争力。 论文首先按照旅行速度和服务水平将现有旅客列车分为六种等级，并给出了 铁路列车等级客流分担率的定义。在此基础上，深入分析了影响铁路旅客列车等 级分担率的主要因素旅客属性、列车属性、出行特性、客运节点属性、铁路 运输供给特性，探讨了各影响因素之间的关系，为定量研究客流分担率奠定了基 础。 铁路旅客对列车等级的选择行为是铁路列车等级客流分担率研究的基础，论 文提出了一种新的研究铁路旅客对列车等级选择行为的方法。该方法基于既有铁 路客票数据，采用数据统计分析的方法，重点考虑了客流分担率的两个影响因素 客运节点属性和出行特性中的旅行距离，将其作为划分o d 对的依据，并定 义了列车利用率以反映旅客的选择倾向；在此基础上，利用客票数据统计了所选 o d 对间各等级列车的利用率，以分析铁路旅客对各等级列车的选择行为特点。为 了验证该方法的可行性，论文选取了北京上海间的客票数据进行了实例分析。在 对更广泛数据分析的基础上，论文总结了长途、中途、短途旅客的选择行为特点， 并分析了旅客对动车组列车的选择情况。 为了定量研究各等级列车的客流分担率，论文以l o g i t 模型为基础，建立了基 于可变权重的列车等级客流分担率模型，并对模型进行了求解；以北京上海为例， 进行了实例计算。 最后，在列车等级客流分担率研究的基础上，对铁路既有线和客运专线的列 车开行提出了一些建议，并指出了未来进一步研究的重点。 关键词：铁路客票数据；列车等级；客流分担率：旅客选择行为 分类号：u 2 9 3 1 a bs t r a c t w i mt h ed e v e l o p m e n to fs o c i a le c o n o m i c s ，t h ep a s s e n g e rt r a v e l i n gv o l u m ei s i n c r e a s i n g m e a n w h i l e ，p e o p l ep r o p o s eah i g h e rr e q u i r e m e n ta b o u tt h e i rt r a v e l i n g q u a l i t y u n d e rs u c hc i r c u m s t a n c e s ，h o wt om a n a g ear e a s o n a b l er a i l w a yp a s s e n g e rf l o w p a r t a k i n gr a t e so fd i f f e r e n tt r a i nc l a s s e si s t h ek e yp o i n tf o rr a i l w a yd e p a r t m e n tt o a c h i e v et h es o c i a la n de c o n o m i cb e n e f i t so fr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n t h e r e f o r e ，t h e r e s e a r c ho nr a i l w a yp a s s e n g e rf l o wp a r t a k i n gr a t e so fd i f f e r e n tt r a i nc l a s s e sw i l l d i s c o v e rt h ec h a r a c t e r i s t i c so nh o wt h et r a v e l e r sm a k ec h o i c e s i tw i l l a l s oh e l pt o o p t i m i z et h et r a i nt r a v e l i n gs c h e d u l ea n dd e v e l o pm o r et r a n s p o r t a t i o np r o d u c t s t h i s ，i n t u r n ，c a ni m p r o v et h eq u a l i t yo ft r a v e ls e r v i c ea n ds a t i s f yt h et r a v e l e r s d e m a n d u l t i m a t e l y f i r s t l y , t h ep a p e rd i v i d e st h et r a i n si n t os i xd i f f e r e n tc l a s s e sa c c o r d i n gt ot h e t r a v e l i n gs p e e da n ds e r v i c el e v e l ，a n dg i v e st h ed e f i n i t i o no fr a i l w a yp a s s e n g e rf l o w p a r t a k i n gr a t e so fd i f f e r e n tt r a i nc l a s s e s o nt h eb a s i so ft h i s ，i ta n a l y s e st h em a i n f a c t o r st h a ta f f e c tt h ep a s s e n g e rf l o wp a r t a k i n gr a t e s ，i n c l u d i n gp a s s e n g e rp r o p e r t i e s 、 t r a i np r o p e r t i e s ，t r i p c h a r a c t e r i s t i c s ，t r a n s p o r t a t i o nn o d ep r o p e r t i e s ，r a i l w a y t r a n s p o r t a t i o np r o p e r t i e s ，a n dt h e nd i s c u s s e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e s ef a c t o r s ， w h i c hl a y st h ef o u n d a t i o nf o r t h eq u a n t i t yr e s e a r c h an e wr e s e a r c hm e t h o do fp a s s e n g e r s s e l e c t i o nb e h a v i o ro nt r a i nc l a s s e si s a d o p t e di n t h i sp a p e rw h i c hi st h ef o u n d a t i o no fr e s e a r c ho nr a i l w a yp a s s e n g e rf l o w p a r t a k i n gr a t e so fd i f f e r e n tt r a i nc l a s s e s t i l i sm e t h o di sb a s e d o nt h ee x i s t i n gt i c k e td a t a a n du s i n gd a t as t a t i s t i ca n a l y s i sm e t h o d i nt h i sp a p e r , im a i n l yc o n s i d e rt h en o d e p r o p e r t i e sa n dt r a v e ld i s t a n c e ，w h i c ha r et h eb a s i st od i v i d eo d ，a n dd e f i n et h et r a i n u t i l i z a t i o nt os h o wt h et r a v e l e r so p t i o nt r e n d o nt h eb a s i so ft h i s ，t h ep a p e rc a l c u l a t e s t h eu t i l i z a t i o no fd i f f e r e n tt r a i nc l a s s e so ft h e0 dw h i c ha r es e l e c t e db a s e do nt i c k e t d a t a ，i no r d e rt oa n a l y s ec h a r a c t e r i s t i c so fp a s s e n g e r s s e l e c t i o nb e h a v i o r t h e n ，it a k e b e i j i n g s h a n g h a ia sa ne x a m p l et og u a r a n t e et h ef e a s i b i l i t yo ft h i sm e t h o d f i n a l l y , t h e p a p e rs u m su pag e n e r a lc h o o s i n gc h a r a c t e r st od i f f e r e n tt r i p si n c l u d i n gl o n g , m i d l e v e l a n ds h o r tt r i p s ，a n da n a l y s e st h ep a s s e n g e rs e l e c t i o nb e h a v i o ro nt r a i n s e to nt h eb a s i so f a n a l y s i so nm o r ee x t e n s i v ed a t a i no r d e rt oc o n d u c taq u a n t i t yr e s e a r c ho nt h er a i l w a yp a s s e n g e rf l o wp a r t a k i n g r a t e s ，t h et d g i tm o d e li sa d o p t e da n dam o d e lo fp a s s e n g e rf l o wp a r t a k i n gr a t e so f d i f f e r e n tt r a i nc l a s s e sb a s e do nc h a n g e a b l ew e i g h ti s e s t a b l i s h e d s o l u t i o n st ot h e m o d e la lef o u n ds u c c e s s f u l l yb y c a l c u l a t i n gt h eb e i j i n g - s h a n g h a ic a s e l a s tb u tn o tl e a s t ，t h ep a p e ra l s or a i s e ss o m es u g g e s t i o n so nt h eo p e r a t i o no f e x i s t i n gt r a v e lr o u t e sa n dp a s s e n g e r - d e d i c a t e dr a i l w a yl i n e s k e y w o r d s ：r a i l w a yt i c k e td a t aa n a l y s i s ；t r a i nc l a s s e s ；p a s s e n g e rf l o wp a r t a k i n g r a t e s ；p a s s e n g e r s s e l e c t i o nb e h a v i o r c l a s s n o ：u 2 9 3 1 v 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： k 7年月巧日 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， 提供阅览服务，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： 签字日期：如q 年月i f 日 导师签名： 椎娉 签字日期：如一年6 月日 致谢 光阴荏苒，时光飞逝。转眼间，研究生阶段的生活已经开始了倒计时，在此 衷心感谢两年来导师韩宝明教授对我的关心和指导，韩教授严谨的治学态度和科 学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在韩老师的帮助下，我得到了很多锻炼 的机会，使我的科研水平得到了很大提高。本论文的工作正是在韩老师的悉心指 导下完成的，在此对韩老师为本论文所付出的心血表示由衷的感谢。 在论文的撰写过程中，鲁放老师、张琦老师、李得伟老师对我的论文提出了 许多中肯的建议并给予我莫大的鼓励，此外，景晓志、唐保刚、李华、刘敏、兰 鹏、彭宇拓、朱清兰、席锦池等同学对我的论文也给予了极大的帮助，在此向他 们表示衷心的谢意。 在实验室工作期间，和实验室的兄弟姐妹们相处的十分愉快，在此感谢他们 平日里对我的照顾和帮助。 另外也要感谢我亲爱的家人和朋友，谢谢你们的理解和支持，以及平日里对 我的关照，正是因为有了你们的帮助，我才能安心完成学业。 最后，在我即将要完成两年的研究生学习生活之际，我要衷心感谢交通运输 学院所有关心和帮助过我的老师和同学。同时，还要衷心感谢在百忙之中抽出宝 贵时间对本文进行评审，并提出宝贵意见的老师们! 1 绪论 1 1研究背景 近年来，随着我国经济的发展，人们的出行次数日益增加，人们对出行的质 量也有了更高的要求。在这样的条件下，铁路部门如何满足人们日益增长的多层 次、多元化的出行需求，如何合理组织列车运行，以稳定、可靠的列车运行计划 最大限度的满足旅客需求，是实现铁路运输企业经济效益和社会效益的关键。 2 0 0 7 年4 月1 8 日，我国铁路进行了第六次大提速，较好地缓解了铁路运输运 力紧张的局面，进一步提升了铁路运输的服务水平。在列车行驶速度提升的同时， 铁路运输企业也需要对列车运行计划进行优化，以满足旅客更高层次的出行服务 需求。 为了达到上述目标，首先应充分了解旅客出行需求。通过了解旅客对列车等 级的选择行为，进而研究各等级列车客流分担率，以掌握旅客需求的变化规律， 优化旅客列车开行方案，为旅客提供更好的出行服务。了解旅客对列车等级的选 择行为的前提是要获取旅客出行需求信息，铁路客票系统中的客票数据蕴含了大 量的客运信息，为旅客选择行为的研究提供了条件；同时，铁路客票系统的不断 升级也为客票数据的利用提供了更好的硬件基础。 我国目前正在积极开展客运专线的建设，到2 0 2 0 年，我国将新建1 6 万公里 以上的客运专线。客运专线的运营管理理念，需体现运输组织“以人为本”的宗旨， 因此，开展利用客票数据对铁路列车等级客流分担率的相关研究，用于指导解决 客运专线及既有线运营管理的一系列问题显得尤为迫切。 1 2研究意义和项目来源 铁路客运的根本任务是满足旅客运输的需求，客流是旅客列车开行方案及运 行图编制的基础，在确定旅客列车开行方案时，旅客列车运行区段和开行对数， 根本上取决于客流计划。“按流开车”是确定旅客列车开行方案首要和基本的原则， 因此对铁路列车等级客流分担率的研究至关重要。 目前我国对客流分担率的理论研究较为重视旅客自身属性及列车属性对客流 分担率的影响，往往忽略客运节点属性和出行特性与客流分担率的内在联系，本 文将对此进行深入研究。在深入分析铁路列车等级客流分担率的影响因素及因素 间的相互关系的基础上，研究铁路旅客的选择行为特点，构建列车等级客流分担 率模型，可以为铁路旅客列车开行方案的制定和旅客运输组织政策的制定提供依 据，为提高铁路旅客运输组织水平和客运服务水平奠定理论基础。 开展铁路列车等级客流分担率研究，可以为解决一系列实际问题提供帮助， 主要体现在以下两个方面： ( 1 ) 技术方面 通过对铁路列车等级客流分担率的研究，掌握旅客对列车等级的选择特点， 进而优化旅客列车开行方案。 ( 2 ) 应用方面 根据旅客需求开发旅客运输产品，调整市场营销策略，进而提高铁路旅客运 输服务质量、更好地满足旅客的出行需求，提高铁路的市场竞争力。 综上，研究铁路列车等级客流分担率，可以更好地了解旅客的实际出行需求 状况，除可提高既有线旅客运输组织水平外，也可用于预测客运专线客流来源， 为客运专线列车开行提供建议，体现客运专线运输组织“以人为本”的宗旨，具有很 重要的现实意义。 本论文依托铁道部科技研究开发计划项目“客运专线运能及优化研究客 运专线旅客运输计划与营销技术研究”和铁道部重点课题“铁路枢纽规划及能力 配置研究旅客列车开行方案编制理论及其应用的研究 对铁路列车等级客流 分担率从理论和方法上展开深入研究。 1 3国内外研究现状 目前，国内外研究多将焦点对准对不同交通方式( 铁路、公路、航空) 的选 择行为及客流分担率研究，而基于铁路运输方式内部旅客出行的各等级列车客流 分担率的研究尚较少。 对交通方式选择的研究方法主要有两个步骤： 第一步是获得旅客出行需求信息，掌握旅客出行规律。可采用的方法主要有 两种，一种是通过旅客调查了解旅客对交通方式的选择意愿，另一种是通过可以 反映旅客选择结果的数据了解旅客对交通方式的实际选择情况，其中铁路客票数 据就是一种可以反映旅客实际选择结果的数据。旅客调查可以基于假设的情景， 了解旅客的潜在意愿，但其数据误差性较大；利用实际数据，可基于实际的行为， 掌握旅客的选择结果，数据可靠性大。 第二步是建立模型，预测各种交通方式的客流分担率。所建立模型主要包括 l o g i t 模型、目标规划模型、层次结构模型等。其中l o g i t 模型较为常用，其分为 2 集计l o g i t 模型和非集计l o g i t 模型，集计l o g i t 模型用小区平均值来标定模型的 参数，而非集计l o g i t 模型采用个人数据来标定。 1 3 1国外研究现状 国外关于交通方式分担方面的研究开始的较早，客运专线旅客出行选择行为 分析【l j 一文中提到：19 7 3 年w a t s o n 在( ( p r e d i a i o n so fi n t e r c i t ym o d a lc h o i c ef r o m d i s a g g r e g a t eb e h a v i o r a l s t o c h a s t i cm o d e l s ) ) 中通过建立非集计模型，分析了城际旅 客运输方式的选择行为。b e n a k i v a 、m c f a d d e n 对l o 西t 模型及其特性进行完整的 论述，其中包括了各种改进的l o g i t 模型，逐步形成了非集计方法的理论体系，促 进了非集计模型在出行选择行为分析中的运用。随后s t o p h e r 和p e t e r 、f o r i n a s h 和 c h r i s t o p h e r 等学者利用经济学的消费者行为理论，对非集计理论做了进一步完善。 随着非集计理论的不断发展，分析个体社会经济特征、时空限制因素对其出行选 择行为的影响，取得了大量的成果。 ， m a u r od e l l o r c o ，g i o v a n n ic i r c e l l a ，d o m e n i c os a s s a n e l l i 在ah y b r i da p p r o a c ht o c o m b i n ef u z z i n e s sa n dr a n d o m n e s si nt r a v e lc h o i c ep r e d i c t i o n ) ) 【2 】中讨论了不确定性对 旅客选择行为的影响，同时考虑了不确定性中的随机性和模糊性，论文提出了一 种混合方法，并与l o 西t 模型进行了比较。其中，随机性与出行方式特点及旅客所 在地区交通条件有关；模糊性与旅客自身感知情况有关。对于城市道路交通来说， 随机性决定于交通拥堵、交通事故，对于铁路来说，拥堵、事故并不普遍，故这 种混合方法是否适用于旅客对不同等级列车的选择行为有待进一步研究。 ( ( c h o i c eo fm o d eo ft r a n s p o r tf o rl o n g - d i s t a n c et r i p s ：s o l v i n gt h ep r o b l e mo f s p a r s ed a t a ) ) 【3 】一文中提到非集计模型的建立及参数标定需要大量的家庭调查数据， 会产生大量的人力、物力的消耗，而采用特定调查代替家庭调查可以减少费用， 但特定调查无法产生随机样本，而且无法覆盖所有o d 对。故该研究提出了一种 基于极大似然估计的d w e l t 方法，即双加权估计的长途运输模式选择模型，该方 法通过将o d 对分组，用以解决特定调查的局限性。 t h eu s eo fs t a t e dp r e f e r e n c et e c h n i q u e st om o d e lm o d a lc h o i c e so ni n t e r u r b a n t r i p si ni r e l a n d ) ) 【4 】研究了爱尔兰旅客对城际铁路与公共汽车的选择偏好及意愿。通 过运用叙述偏好和显示偏好技术，对旅客选择为行为进行调查。其中，通过叙述 偏好技术可以了解到旅客选择行为可能发生的变化，而显示偏好可以反映旅客实 际选择行为。该研究的调查结果显示，影响旅客选择的主要因素为费用及旅行时 间。 m a r k e te f f e c t so f r e g i o n a lm g l l - s p e e dt r a i n so nt h es v e a l a n dl i n e ) ) 【5 】分析了瑞典 3 1 9 9 7 年修建的s v e f l a n d 高速铁路对交通方式分担的影响。 1 3 2国内研究现状 目前，较多文献对交通方式选择的影响因素和模型进行了相关研究，如文献 【6 1 2 。 交通规划理论与方法【6 】基于城市道路交通对影响交通方式选择的因素、交 通方式分担的预测模型、非集计模型理论与方法进行了详细的阐述。 高速客运专线客流分担率模型及其应用研究【7 】研究了客运专线的建成对通 道上其他运输方式的影响，即各种方式分担率的变化。通过建立高速客运专线客 流分担率模型( l o 西t 模型) ，选择经济性、快速性、方便性、舒适度、安全性为5 个衡量指标，并建立其广义费用函数，利用相关研究结果和极大似然估计法，确 定模型参数，最后以北京太原间各种运输方式的竞争为例来研究该模型的应用。 客运专线运输组织理论中若干问题的研究【8 】对旅客出行特性进行了研究， 提出“选择客运专线出行的旅客对于客运专线运营的安全性、速度、舒适性要求 比既有线更高。客运专线必须尽量满足旅客的这些要求，才能增大其旅客列车的 吸引力，从而增强其竞争力。 并利用石太客运通道的调查结果，对安全、迅速、 舒适、方便、经济这5 种需求特性进行了详细分析。 旅客交通行为分析理论与模型【9 】通过理论分析，也讨论了影响旅客交通行 为的因素，将其划分为主观因素、客观因素和随机因素三个方面，并将旅行距离 作为主观因素，将旅客所在地区的交通条件作为客观因素。 层次分析法在运输方式选择中的运用 1 0 】一文中通过比较分析民航、高速 公路、客运专线这三种运输方式的特点，运用层次分析法，分析了旅客出行方式 选择为行为。客运专线的修建对城际旅客出行的影响研究】中分析了客运专线 修建后对城际旅客出行方式选择行为产生的影响。根据h 西t 模型，推导出了客运 专线修建前后城际旅客对各出行方式选择变化的计算模型，并以郑西客运专线为 例，进行了模拟计算。城市轨道交通客流分担率预测及类型选择研究【1 2 】基于传 统l o 百t 模型和效用理论，对轨道交通的客流分担率进行了分析，研究了出行者的 出行决策行为，并针对出行者出行行为决策过程，分析了传统l o 百t 模型的不足， 提出引入门槛分析的l o 西t 模型。 目前，很多研究均采取将旅客调查与建立模型相结合的研究方法，如文献 1 、 1 3 1 5 。 客运专线旅客出行选择行为分析【l 】利用非集计方法，将旅客的选择行为分 为出发时间和运输方式选择两个层次，并以石太线为例，构造了旅客出行选择行 4 为的决策模型。根据旅客对出发时间选择偏好的调查，将全天分为上午时段7 ：0 0 1 0 ：5 9 、中午时段1 1 ：o o 1 4 ：5 9 、下午时段1 5 ：o o 1 8 ：5 9 、晚上时段1 9 ：0 0 2 2 ：5 9 四个时段。将这四个出发时段，作为模型上层的选择方案集合。并认为当 石太客运专线建成以后，旅客出行主要是采用客运专线、公路两个主要的运输方 式。将这两种运输方式，作为模型下层的选择方案集合。根据回归得到的参数， 分析了当城际之间的客运通道引入客运专线时，旅客的个人社会经济因素、时间 因素、运输方式等属性对旅客出行选择行为的影响。 铁路旅客乘车行为分析与客流分配研究【l3 】一文中，采用广义交通行为理 论对铁路旅客乘车行为进行分析。讨论了客流调查的理论与方法，并详细分析铁 路旅客乘车选择行为的影响因素，通过设计时间、费用和舒适度三种因素的关系 图直观地描述出了三者的内在联系，并指出了铁路旅客乘车行为的一般规律。除 建立了铁路旅客乘车选择的层次结构模型外，还建立了个体旅客乘车选择的多项 l o g i t 模型，并对两种模型进行了比较。但该论文并没有研究铁路客流在不同旅客 列车上的分配规律与旅客列车开行方案的内在联系，同时该模型是否适用于大规 模旅客乘车网络也有待于进一步研究。 城际交通行为选择方式研究【1 4 】一文主要对城市之间的旅客出行行为及交 通工具选择偏好进行了研究。该文详细介绍客流调查方法及问卷设计方法，从定 性的角度出发，对旅客属性和偏好进行分析，并运用了离散选择行为模型，对旅 客选择行为进行了分析。石太客运通道内影响旅客选择交通工具的因素分析0 5 提出基于问卷统计结果及通道内各种交通方式的分担率的层次分析法。 。 对于影响旅客出行方式选择因素的研究中，较多文献提出旅客时间价值是影 响旅客出行选择的重要因素之一，并对此进行过相关研究，如文献 1 6 2 0 】。 旅客出行方式选择的经济学分析 1 6 】从供给和需求两个方面讨论了旅客出 行方式选择的影响因素。供给方面：讨论了运价及旅行时间对出行方式的影响； 需求方面：分析了收入水平、出行目的、出行时间价值等因素。 旅客出行选择的机理研究【1 7 】一文通过出行时间价值综合量化反映影响旅 客出行选择的因素，提出了旅客出行选择的机理：作为独立的经济利益主体，其 出行时间价值的大小以及与其自身利益的相关性是决定出行选择的主要因素。该 文依据出行时间价值和出行利益相关性两个因素区分出六种不同旅客群体出行时 对运输方式的一般选择。 旅客时间价值【1 8 】在系统阐述时间价值分析原理的基础上，分析了时间价 值的主要特点及其基本计算方法。旅客旅行时间价值分析方法研究 1 9 】总结分析 了国内外关于旅客旅行时间价值的主要研究方法，提出了为旅客旅行时间节省所 带来的效益的测算方法。京沪通道旅客行为时间价值研究【2 0 】分析了制约铁路旅 客出行的直接费用和所花费的时间等因素，并以京沪通道为例研究了铁路旅客时 间价值的推算方法。 此外，一些文献还对客流规律及旅客需求进行了相关研究，如文献 2 1 2 3 】。 优化客运产品设计提高铁路运输效益 2 1 】中，对旅客运输需求层次进行了 细分，根据铁路客流成分，将其需求层次由低至高划分为以下四个层次：欠缺需 求层次；经济需求层次；满足需求层次：享受需求层次。但其划分依据为既有线 客流成分，并不一定适用于客运专线旅客运输需求。 客运专线旅客列车开行方案研究【2 2 】描述了我国铁路客流的主要特点，其 表现为：运量大、客流波动明显、客流分布集中。该论文对客流层次进行了划分， 将我国的客流划分为三个层次，分别为高消费群体、中等消费群体和低消费群体。 京沪线铁路客流规律分析 2 3 】利用对京沪铁路沿线的客流进行抽样调查和搜集 的车站客流数据，从客流出行时间、客流结构、旅客出行频率、高速铁路对客流 的吸引程度、旅客对各种交通工具的评价等方面对京沪线铁路客流规律进行了计 算和分析。 对于铁路客票数据，国内也开展了一些相关研究，但这些研究通常较为关注 数据发掘技术，而对如何利用客票数据进行旅客选择行为分析的研究不够深入， 如文献面向列车客票数据预测分析及特征提取方法的研究 2 4 】。 1 3 3国内外研究现状总结 ( 1 ) 多数研究将旅客对不同交通工具( 铁路、公路、航空) 的客流分担率作 为研究对象，而关于铁路旅客出行的列车等级客流分担情况的研究相对较少； ( 2 ) 铁路网由点( 客运节点) 集和与此连接的线( 线路) 集组成，客运节点 属性综合了节点在路网中的地位与功能、经济发展水平等因素；节点间的线路属 性则体现为旅行距离等因素，二者在不同程度上影响着旅客的选择。但现有研究 在探讨影响各等级列车客流分担率的因素时通常将影响因素分为列车特性及旅客 特性，忽视客运节点属性及旅行距离的影响。 ( 3 ) 国内外现有文献对于交通方式分担的研究，基本是通过问卷调查的方式 获取客流信息，往往忽略了我国铁路既有线运营所积累的大量客票数据。客流调 查可以得到旅客的选择习惯及意愿，但调查结果受主观因素影响较大，不能实际 反映旅客的选择结果。 6 1 4研究内容和技术路线 1 4 1研究内容 明确铁路列车等级客流分担率的影响因素是对旅客选择行为特点分析的前 提：分析旅客选择行为特点是构建铁路列车等级客流分担率模型的基础。因此， 本文以铁路列车等级客流分担率影响因素分析、铁路旅客对列车等级选择行为特 点研究、铁路列车等级客流分担率模型构建及求解作为主要研究内容，各章节主 要内容如下： 第一章论述选题研究的背景、意义及国内外对相关问题的研究现状。 第二章重点对铁路列车等级客流分担率影响因素进行分析。划分铁路旅客列 车等级，明确铁路列车等级客流分担率定义，在此基础上，分析铁路列车等级客 流分担率的影响因素及因素间的相互关系。 第三章基于铁路既有线客票数据，提出旅客选择行为特点的分析思路和方法， 在此基础上分析铁路旅客对列车等级的选择行为特点。 第四章在传统l o g i t 模型的基础上，构建基于可变权重的列车等级客流分担率 模型，给出求解算法及算例。 第五章以铁路旅客选择行为特点为依据，对既有线及客运专线列车开行提出 相应建议。 第六章总结本文所做研究的主要内容及结论，并指出需要进一步研究的相关 问题。 ： 1 4 2技术路线 本文在分析铁路列车等级客流分担率影响因素及因素间相互关系的基础上， 采用定性分析与定量研究相结合的方法，分析铁路旅客对列车等级选择行为特点； 在此基础上，采用理论分析、建立模型相结合的方法，研究铁路列车等级客流分 担率，并提出既有线及客运专线列车开行建议。 技术路线如图1 1 所示： 7 图1 - 1 技术路线图 f i g 1 1t e c h n o l o g yr o u t e 2 铁路列车等级客流分担率及其影响因素 2 1铁路旅客列车等级划分 旅客列车等级的划分主要依据旅客列车的旅行速度及其服务水平。我国铁路 2 0 0 0 年列车运行图规定，旅客列车分为3 个等级：特快旅客列车，快速旅客列车 和普通旅客列车( 含普通旅客快车和普通旅客慢车) 【2 5 1 ，席别有4 种：硬座、软 座、硬卧和软卧。 2 0 0 4 年4 月1 8 日全国铁路第五次提速，出现了直达特快旅客列车；2 0 0 7 年4 月1 8 日，全国铁路实施第六次大提速，动车组成为旅客出行的新选择。2 0 0 8 年8 月1 日，我国第一条最高时速3 5 0 k m h 的客运专线京津城际高速铁路已开通运营。 随着我国铁路旅客运输的发展，2 0 0 0 年列车运行图规定的等级划分己不适用于铁 路运输现状。在此，结合我国目前铁路技术水平和服务水平的实际情况，重新对 铁路旅客列车等级进行划分。 ( 1 ) 高速动车组旅客列车 为动车组列车，列车运营速度为3 0 0 3 5 0 k m h ，是目前国内旅行速度最高、车 内设备最完善、服务水平也最高的列车，体现了当今世界铁路客车的一流技术水 平，性能优越，功能齐全，具有安全、快捷、舒适、环保等显著特点，如北京天 津开行的动车组c 2 0 0 1 次列车。 ( 2 ) 动车组旅客列车 为动车组列车，列车运营速度为2 0 0 - 2 5 0 k m h ，目前主要在石太等客运专线、 广深城际以及既有提速线运行，如北京上海开行的动车组d 3 0 1 次列车。 ( 3 ) 直达特快旅客列车 列车车次一般以“z ”开头，简称“直特 ，在没有开行动车组列车之前，是 国内旅行速度最高、车内设备最完善、服务水平也最高的列车，在行程中一站不 停或者经停主要大站。 ( 4 ) 特快旅客列车 列车车次一般以“t ”开头，简称“特快”。相对快速、普通旅客列车来说， 该类列车停站较少，旅行速度较高，在途时间较短，乘车条件较好，服务水平较 高，舒适度较高；相对普通旅客列车，旅客出行费用也较高。列车在行程中一般 只经停省会城市或当地的大型城市。 9 ( 5 ) 快速旅客列车 列车车次一般以“k 开头，简称“快客。相对普通旅客列车来说，该类列 车停站次数较少，旅行速度较高，车内设备较好，服务水平较高。主要输送各大 中城市间的客流，主要在各大中城市间开行。 ( 6 ) 普通旅客列车 简称“普客”，此类列车停站较多，旅行速度较低，在途时间较长，乘车条件 较差，服务水平较低，舒适度较低，旅客出行费用较低。主要输送各中间站的客 流。 为了便于研究，综合考虑列车旅行速度、服务水平以及经停车站，在此规定： 高速动车组旅客列车、动车组旅客列车、 旅客列车、快速旅客列车为中等级列车； 直达特快旅客列车为高等级列车；特快 普通旅客列车为低等级列车。 2 2铁路列车等级客流分担率定义 在铁路旅客运输中，o d 对间的直达旅客是指旅途中不进行换乘的旅客。在一 个o d 对间，直达旅客的一次出行与一种旅客列车等级相对应，在所有直达旅客 中，利用某种列车等级的旅客所占的比例叫做该列车等级的客流分担率。 铁路列车等级的客流分担率与铁路旅客的选择密切相关，某一o d 对间，直 达旅客对列车等级的选择行为决定了该o d 间各列车等级的客流分担率，因此列 车等级的客流分担率还可以从旅客的角度来定义。旅客选择铁路作为出行的交通 工具后，就面临对不同铁路运输产品的选择问题，这种选择问题主要包括三个因 素，即出行径路、列车等级和列车到发时刻。对于铁路旅客来说，旅客对某一固 定o d 间的径路可选空间较小，因此第一种因素的决定性较弱；在其余两种因素 中，列车到发时刻与列车等级关系较大，一般高等级列车到发时刻更为合理。综 上所述，旅客出行选择的核心，实际上是对不同等级列车的选择。从旅客的角度 出发，可将铁路列车等级的客流分担率定义为：在地区特性影响下，旅客在考虑 各等级列车的服务特性的基础上，结合自身的经济条件和出行的性质，选择某一 等级列车，集计起来的结果叫该列车等级的分担客流量，而它在各列车等级客流 量之和中所占的比例即为该列车等级的客流分担率。 研究o d 对间的不同列车等级的客流分担率有非常重要的意义，可以迸一步 优化旅客列车开行方案及旅客列车运行图的编制，加强旅客运输产品开发及市场 营销的精准度，提高铁路运输的服务质量及市场竞争力。 1 0 2 3铁路列车等级客流分担率的影响因素 铁路旅客对列车等级的选择行为决定t n 车等级的客流分担率，因此影响旅 客选择行为的因素也是影响客流分担率的因素。 在广义交通行为【2 6 】研究的基础上，结合铁路旅客运输特点，可以看出：铁路 不同等级列车的客流分担率主要受5 类因素的共同影响，可用如下公式进行描述： p 可( ，乃山e ，8 )( 2 一1 ) 式中：p 代表某列车等级的客流分担率：，代表旅客属性；t 代表某等级列车 的属性；- ，代表出行特性；e 代表客运节点属性；代表铁路运输供给特性。下面 对各影响因素进行全面系统的分析。 2 3 1旅客属性 旅客属性包括旅客的性别、年龄、学历、职业、收入等】，这是影响旅客对 不同等级列车选择行为的个性因素。 旅客的年龄、性别、学历、职业等属于旅客的个体因素。这些因素对旅客的 选择有一定的影响，它们通过影响旅客对各等级列车属性的认识及对该等级列车 的期望值来影响旅客的选择。 旅客的经济收入是旅客选择的决定性因素，或者说是旅客选择的限制性因素。 任何一个旅客都愿意选择旅行时间最短、旅途最舒适的列车等级，但旅客的选择 严格受到收入约束的限制。经济收入代表了个体的购买力，而购买容量和购买意 愿在很大程度上决定于购买力。因而，属于不同收入阶层的出行者的出行行为是 有较大差异的；同一地区客流，由于个体之间存在差异，不同旅客的选择结果均 有所不同。 2 3 2列车属性 列车属性即为旅客列车技术经济特性，一般来讲，主要包括旅途的安全、舒 适、方便、省时、经济等方耐2 7 1 。 ( 1 ) 安全性 旅客乘车旅行最根本的需要就是安全的需要，它包括人身安全和物品安全两 个方面。因此，安全是影响旅客选择交通工具的重要基本条件。旅客的出行需求 中最重要的内容就是对安全的需求。旅客在出行行为之前，会根据以往的旅行经 验以及来自交通安全方面的信息，来形成对各种交通方式安全性的态度。这种态 度将极大地影响旅客的对出行方式的选择。但是对于既定铁路出行方式下不同列 车等级的选择来说，由于不同等级列车具有铁路运输的共有特点，安全性高且各 等级列车间差别不大，因此安全因素本文不作考虑。 ( 2 ) 快速性 快速性是指出行效率。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，以公务、 商务和旅游为目的的旅客越来越多，人们的时间价值不断增加，快速性成为旅客 选择的上位原则。 旅客出行选择列车等级的基本原则是：实现相同的空间位移时，能支付较少 的运费，同时花费较少的旅途时间。虽然运费的节约对旅客的意义是不言而喻的， 但旅途时间的节约对旅客同样具有重要的意义，因为旅行时间的节约直接或间接 地与旅客经济上的得失有关。比如，对于因公出差、商务出行的旅客，往往愿意 以较高的经济支出去换取旅行时间的节省。 旅客对于快速性的要求是总旅行时间要短。总旅行时间不仅包括旅客的旅行 时间，还包括旅客的候车时间，以及从“门 到“车站 、“车站 到“门 的市 内交通时间。 ( 3 ) 经济性 根据效用最大化原理，每位旅客都希望花费最小的费用获得最大的出行收益。 旅行需求的满足程度与所付出的费用和时间相比较，旅客希望在能够获得需求满 足的条件下，所付出的费用和时间最少。因此，价格因素即经济性是旅客选择列 车等级的一个决定性因素。在我国当前的社会经济发展水平下，价格因素仍然是 大部分居民出行时考虑的首要因素。 ( 4 ) 舒适性 随着社会经济的快速发展，人们的消费水平在不断提高，旅客越来越关注列 车的舒适性。任何旅客都希望自己的旅行更加舒适，但是不同职业和不同收入水 平的旅客，对旅行舒适度的期望值不同。一般来讲，收入水平越高的旅客，对舒 适性的需求越高。 旅行舒适性的影响因素主要有：人均占用面积、列车环境、旅行时间、运行 平稳度和客运服务水平等。各因素对舒适性的影响简述如下： 人均占用面积：旅客人均占用面积越大，旅客的旅行舒适性就越好。 列车环境：主要包括座椅是否舒适、卫生情况、空气质量等因素。这些环境 条件不同，旅客的舒适度也不同。 旅行时间：随着旅行时间的增长，旅客疲劳感逐渐增加，旅客会产生疲倦， 厌烦等心里反应。 运行平稳度：过激烈的颠簸和振动会引起旅客的不舒适感，身体素质较差的 旅客反应比较敏感。 客运服务质量：主要指客运员工的服务质量，包括对待旅客的态度、沟通技 巧、业务水平等方面，服务质量涉及整个运输过程。 归根结底，舒适性要以一定的技术手段作保证，交通工具要舒适就得有更多 的投入，因此各等级列车的舒适性最终也要间接地反映在费用上。 ( 5 ) 方便性 方便性的影响因素包含候车时间、列车到发时刻、运输接续服务、购票及行 包托运等。 其中，运输接续服务既包括铁路出行开始后铁路与铁路之间的中转换乘，铁 路与其他交通方式接续运输，也包括铁路出行开始前铁路与城市公共交通之间的 换乘。 对于旅客来说，他希望他所乘坐的列车发车时刻与其出行需求产生的时刻相 吻合，在车站等车时间最少，在换乘时走行距离最短，最好是“无缝”换乘。除 高速动车组外，其他等级的列车所使用的车站技术条件、内部设施差别不大，且 除北京、上海等特大型城市，有2 个及以上主要客运站外，一般城市仅有1