《天津-徐州区段高速铁路列车运行图评价案例》6600字

天津—徐州区段高速铁路列车运行图评价案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u30950天津—徐州区段高速铁路列车运行图评价案例综述 1268871.1层次分析法 1205801.2高速铁路列车运行图评价指标体系建立原则 2160631.2.1全面性原则 2254151.2.2准确性原则 2205031.2.3定量与定性结合原则 2160991.2.4实际应用性原则 2177851.2.5目的性原则 283781.3天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价指标体系 3189701.1.1列车运行图技术指标 3174071.1.2旅客服务质量评价指标 4158531.1.3能力指标 5318091.4天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价模型构建 6215371.1.1构建递阶层次结构模型 636771.1.2天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价 81.1层次分析法层次分析法(AnalyticHierarchyProcess，简称AHP)是一种解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法。该方法是指将与决策有关的元素分解成目标、准则以及方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的一种决策方法。层次分析法AHP是美国的运筹学科学家、匹茨堡大学教授萨蒂在20世纪70年代初为美国国防部研究“根据各个工业部门对国家福利的贡献进行权力分配”课题时提出的一种层次权重分析方法，运用网络系统理论和多目标综合评价方法。该方法更可以应用于具有层次性和交错性评价指标的相关问题，以及应用于相关问题的目标值难于进行定量描述。层次分析法有其优缺点，它不仅是一种系统的分析方法，而且是一种简洁实用的分析方法，层次分析法所需较少的定量数据信息，但其不能为相关决策提供一个全新的方案，其定量数据较少，定性程序较多，不易说服他人。层次分析法有三个步骤，第一步是建立层次的结构模型，第二步是构造判断矩阵或两者相互比较的矩阵，第三步是计算系统各级别的总排名权重，进行相应的排名，并检验其一致性，最后，获得每个方案中总目标的总排名，并对总排名检验其一致性。1.2高速铁路列车运行图评价指标体系建立原则1.2.1全面性原则高速铁路运输系统是非常庞大的运输系统，在选择列车运行图的评价指标体系时，应以既有线路列车运行图评价研究得出一系列结果的基础之上，同高速铁路的运营组织特点互相结合，进而创建出较为科学并且逐渐健全的高速铁路列车运行图评价指标体系。在选取列车运行图的评价指标需满足全面性的原则，进而更加广泛的反映出编制高速铁路列车运行图时的各个影响因素，因而能够更加全面地反映出高速铁路列车运行图的运输组织水平，从而使编制出的列车运行图更加完善。1.2.2准确性原则在满足全面性原则的基础之上，建立评价指标都需要保证准确性的原则。建立指标体系要具有合理性以及科学性。建立一个相对比较准确的高速铁路列车运行图评价指标体系，明确精准的评价方法以及评价指标的计算方法，因而创建出精准的高速铁路列车运行图的评价模型，使模型能够更加准确的反映出高速铁路列车运行图编制质量的好坏。1.2.3定量与定性结合原则在对指标体系构建评价模型时，应当充分考虑指标体系的可量化性，运用统计学、数理分析等系列科学技术，分析出创建指标体系中每一个指标的计算方法以及与之对应的数学模型。评价指标体系是由多个指标组成的指标体系，其中某一些指标可以进行准确的量化，而其他一些指标的量化相对而言是比较模糊的。单一的满足定量或单一的满足定性并不能够全面地反映列车运行图编制质量的好与坏，因而将定量指标与定性指标相结合进行共同评价是相当重要的。1.2.4实际应用性原则在编制高速铁路列车运行图时要尽可能的满足为旅客提供安全快速的运输服务质量，同时减少相应的成本价格也是相对重要的。基于这一评价目的，在选择以及创建各个指标时都必须具有相应的实际价值以及评价意义，还需满足对列车运行图的编制质量进行提高的需求，能够满足一个合理的运输组织的要求，进而能让评价指标体系在对全路的范围内的运行图进行编制方面得到普及应用。1.2.5目的性原则根据文章评价的目的，针对高速铁路列车运行图评价的一些影响因素来进行指标体系的选取，将得出的各方面有相对代表性的单一指标或者综合性指标，进而创建出一个相对适合的评价指标体系。不同的评价指标要和不同的评价目标进行一一对应，本文的评价目则是对京沪高速铁路天津——徐州区段的旅客列车运行图的进行综合评价，从而建立出具有实用价值的高速铁路旅客列车运行图的综合评价方法。1.3天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价指标体系1.1.1列车运行图技术指标1.列车运行速度列车的运行速度是指列车在相应区段内运行，其中不包括中间站的停站时间以及起停车的附加时分在内的平均速度。对该速度的计算公式如下：v运式中：v运——列车的运行速度，ΣnL——在一个区段内，每日夜所完成的列车公里数；Σnt2.列车技术速度列车的技术速度是指列车在区段内运行范围内不包括中间站的停站时间，但是包括起停车的附加时间在内的平均速度。对该速度的计算公式如下：v技式中：v技——列车的技术速度，Σnt3.速度系数速度系数是指旅行速度与运行速度的比值，该比值越接近于1则说明列车的设计时速越能够高效的发挥出来，进一步说明运行图编制的质量越高。速度系数的计算公式如下：β运式中：v运i1.1.2旅客服务质量评价指标1.列车服务频率高速铁路旅客列车的服务频率可以理解为平均一昼夜高速铁路为每个车站（其中包括始发站）分去向提供的旅客列车数量，其中主要包括两个数量，分别为始发列车数量以及停站列车数量。而服务频率的大小主要取决于始发列车和途径停站列车的数量。在对服务频率进行评价研究时，可以综合始发列车、停站列车的数量以及列车定员来进行综合评价，其相关计算公式如下：fiFi式中：fi——为ifi始发——为从fi经过——为经过Fi——in编α动n剩——途径i车站的旅客列车在i2.列车到发时刻合理性系数相对于短途客流而言一般需要尽可能的满足朝发兮归的出行需要，而对于中、长途客流而言一般则是需多开行夕发朝至列车。在编制高速铁路列车运行图的过程当中，需尽量让尽可能多的旅客列车在始发站以及终到站在我国的黄金始发时间段内（即是7：00—10：00及18：00—23：00）。旅客列车到发时刻的合理性系数是指在该站的停站列车当中，到发时刻处于一个合理的到发时段内的列车数量与相应停站列车总数的一个比值。在对高速铁路列车运行图进行编制时，满足旅客对列车到发时间的需求是必要条件之一。列车到发时刻合理性系数的计算公式为：β=N式中：N合理，i——在N总，i——1.1.3能力指标1.通过能力在采用一定类型的机车车辆、动车组和一定的行车组织方法的条件下，铁路区段的各种固定设备，在单位时间内（通常指一昼夜）所能通过的最多列车数或对数称为通过能力。高速铁路如果选取的运输组织模式为不同速度列车共线运行模式时，为了方便讨论，一般将速度比较高一点的旅客列车称为A类列车，将速度比较低一点的旅客列车称为B类列车。高速列车因为在列车运行组织等方面与一般的常规铁路有很大的区别，因而对通过能力进行相应计算时有着其自身的特点，其通过能力的计算方法也有相应不同的方法。高速铁路通过能力的特点及相应计算方法如表4-1所示。表4-1高速铁路通过能力的特点及计算方法特点通过能力以客流区段为单位，计算客流区段别的能力。因停站而产生的能力扣除成为能力计算的组成部分。B类列车产生的能力扣除是能力计算的重要组成部分。天窗致使列车运行图上不能组织24h循环运行，对通过能力造成影响。受到发时刻的限制，产生的无效时间的时间段对通过能力有一定影响。一个时段密集开行，另一个时段则相对稀疏，使通过能力利用具有明显的时段特征。计算方法扣除系数法图解法计算机模拟法（1）平行运行图通过能力计算高速铁路平行运行图的通过能力如下面的公式所示：N平式中：N平——平行运行图通过能力（对数或列数T天窗——维修天窗时间，T无效——因为受旅客有效到发时间的限制在列车运行图中产生的不能运用的无效时间，I——A类列车最小追踪间隔时间，min；S——高速客流区段长度，km；v——A类列车平均运行速度，km/h。（2）全高速非平行运行图区间通过能力计算非平图区间通过能力如下公式所示：N全式中：N全——全εA——（3）不同速度列车共线运行的区间通过能力N混式中：N混εB——NB——2.输送能力铁路的输送能力是指在一定的机车车辆类型、一定的固定设备和行车组织方法的条件之下，按照机车车辆等活动设备以及人员的现有数量，在单位时间内所能输送的最多的货物的吨数。该能力的相关计算公式如下：S=365×N×Q×γβ×式中：Q——列车牵引的重量，吨；γ——列车净载重系数；β——每列车扣除车辆自重后的实际载货重量，为货运波动系数，一般取值为1.1~1.3。1.4天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价模型构建1.1.1构建递阶层次结构模型根据1.3所选取的天津——徐州区段高速铁路列车运行图的评价指标体系，建立出该区段的高速铁路列车运行图的评价递阶层次结构模型，如表4-2所示。表4-2天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价递阶层次结构模型目标层准则层指标层天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价列车运行图技术指标列车运行速度列车技术速度速度系数旅客服务质量指标列车服务频率列车到发时刻合理性系数能力指标通过能力输送能力本文使用辅助软件yaahp来进行模型的构建，通过软件对天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价指标进行层次模型的构建，从而对天津——徐州区段高速铁路列车运行图进行评价。1.1.2天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价yaahp软件兼具AHP层次分析法以及模糊综合评价的功能，本文主要采用的是层次分析法进行评价研究，利用该辅助软件对天津——徐州区段高速铁路列车运行图进行评价的相应步骤如下所示。1.构建层次结构（1）打开yaahp软件，新建空白文件，如图4-1所示。图4-1yaahp软件打开界面（2）进入yaahp画布页面，依次点击添加决策目标、中间层要素以及备选方案，如图4-2。图4-2添加决策目标、中间层要素、备选方案（3）点击决策目标、中间层要素、备选方案，将其修改为本文所评价的指标，依次按照层级连结各个组件，如图4-3所示。图4-3层次结构模型（4）点击检查模型按钮，对所建立层次结构模型检查是否合法，若合法则可继续建立模型，若不合法则需按照调试栏中错误信息提示进行修改，如图4-4所示。图4-4模型合法性检验2.构造判断矩阵（1）点击yaahp上方判断矩阵按钮，将页面切换到判断矩阵页面，如图4-5所示。图4-5判断矩阵页面（2）判断矩阵是表示将本层的所有因素针对上一层的某一个因素（准则或目标）的相对重要性进行比较，即是不将所有因素放在一起进行比较，而是在同一层次的两个因素之间相互比较，尽可能的降低性质不同的众多因素在进行彼此之间比较的困难，因而提高判断矩阵的精准度。在对两两因素之间进行比较时，需按照其重要性程度来进行等级的评定，一般采用1~9标度，如表4-3所示。表4-3判断矩阵因素的重要性标度标度含义1表示两个因素相比，具有相同重要性3表示两个因素相比，前者比后者稍重要5表示两个因素相比，前者比后者明显重要7表示两个因素相比，前者比后者强烈重要9表示两个因素相比，前者比后者极端重要2、4、6、8表示上述相邻判断的中间值倒数若因素i与因素j的重要性之比为aij,那么因素j与因素i重要性之比为：将表4-2中准则层和指标层的各个指标进行两两对比，依据表4-3判断矩阵的重要性标度得出指标对比的重要性标度。在判断矩阵的页面左下角处的层次结构当中选择一个节点，点击右侧判断矩阵中的单元格，通过滑动右上方的滑块进行填充单元格的内容，之后依次构建决策目标、准则层中各个指标的判断矩阵，如图4-6所示。图4-6判断矩阵填充在判断矩阵页面的上方显示这判断矩阵的一致性，当一致性大于0.1时，判断矩阵的单元格会呈现出粉色，则说明该对比处一致性校验不通过，需滑动滑块重新进行两两对比结果。3.计算指标权重（1）点击yaahp上方的计算结果按钮切换到计算结果页面，如图4-7所示为计算结果的条状图。图4-7判断矩阵计算结果条状图由图4-7可以看出，输送能力所占权重为0.1191，通过能力所占权重为0.0595，列车到发时刻的合理性系数所占权重为0.0281，列车服务频率的所占权重为0.0844，速度系数所占权重为0.2105，列车技术速度所占权重为0.1158，列车运行速度所占权重为0.3825。如图4-8所示为计算结果的柱状图。图4-8判断矩阵计算结果柱状图如图4-9所示为计算结果的饼图。图4-9判断矩阵计算结果饼图点击详细数据按钮，可得出模型图上每个准则以及指标层的权重分布，如图4-10所示。图4-10权重分布模型由图4-10可以看出，相对于目标层天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价，列车运行图技术指标所占权重为0.7089，旅客服务质量指标所占权重为0.1125，能力指标所占权重为0.1786。点击判断矩阵单独显示，可以得出准则层、指标层的判断矩阵的信息、详细数据以及判断矩阵各要素的权重、图形化的判断矩阵各要素权重，如图4-11、4-12、4-13、4-14所示。如图4-11所示，天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价的判断矩阵一致性比例为0.0516，最大特征根λmax为图4-11天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价要素权重分布如图4-12所示，列车运行图技术指标一致性比例为0.0088，对“天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价”的权重为0.7089，最大特征根λmax为图4-12列车运行图技术指标要素权重分布如图4-13所示，旅客服务质量指标一致性比例为0.0000，对“天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价”的权重为0.1125，最大特征根λmax为图4-13旅客服务质量指标要素权重如图4-14所示，能力指标一致性比例为0.0000，对“天津——徐州区段高速铁路列车运行图评价”的权重为0.1786，最大特征根λmax为图4-14能力指标要素权重1.矩阵一致性检验在写出来之后的判断矩阵会存在相应的问题，按照常理来说，如果i对j的重要程度是a，j对k的重要程度是b，那么i对k的重要程度应该为a×b，但事实并非如此。因此需要对矩阵进行一致性检验，如果检验结果在一定合理范围之内，则说明判断矩阵不需要修改，反之，则需要修改判断矩阵。（1）计算一致性指标计算一致性指标的公式如下：CI=λ式中：λmax表示计算时，当CI=0时，则表明判断矩阵A一致，当CI越大时，则说明A的不一致性程度越严重。由图4-10得出，λmax为CI=λ同理计算出图4-11中CI=0.0046，图4-12中CI=0，图4-13中CI=0。（2）查找与之对应的平均随机一致性指标RI与之相对应的平均随机一致性指标见表4-4。表4-4平均随机一致性指标n123