基于弹性需求的旅客列车开行方案优化研究_史峰.pdf

第30卷第3期铁道学报Vol.30No.3
2008年6月JOURNALOFTHECHINARAILWAYSOCIETYJune2008

文章编号:1001-8360(2008)03-0001-06
基于弹性需求的旅客列车开行方案优化研究

史峰,周文梁,陈彦,邓连波
(中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075)

摘要:旅客列车开行方案直接影响着铁路旅客出行费用,从而导致铁路旅客运输需求的变化。通过分析与旅
客列车开行方案相关的铁路旅客运输需求影响因素,构造旅客运输弹性需求函数关系,将旅客换乘方案的选择归
结为弹性需求下的用户平衡分配问题,进而利用铁路企业与旅客之间的Stackelberg博弈关系,建立了基于弹性
需求的旅客列车开行方案的双层规划模型,并设计了基于模拟退火算法求解的优化算法。算例分析表明,基于弹
性需求的旅客列车开行方案优化模型和算法能够更好地优化旅客列车开行方案,使之与铁路旅客运输需求相吻
合,从而产生更大的社会与经济效益。
关键词:旅客列车开行方案;弹性需求;用户平衡;双层规划;模拟退火算法
中图分类号:U293文献标志码:A

OptimizationStudyonPassengerTrainPlanswithElasticDemands

SHIFeng,ZHOUWen-liang,CHENYan,DENGLian-bo
(SchoolofTrafficandTransportationEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China)

Abstract:Thepassengertrainplandirectlyinfluencestherailwaypassengertravelcost,thusitaffectsrailway
passengertransportdemand.Inthispaper,analyzingtheinfluencefactorsofrailwaypassengertransportde-
mand,establishingtherailwaypassengertransportelasticdemandfunctionandconcludingpassengertrain
choicebehaviorasthedistributionproblemofuserequilibriumwithelasticdemands,theb-ilevelprogramming
modelformakingthepassengertrainplanwithelasticdemandsissetupbyutilizingtheStackelberggamerela-
tionbetweenrailwayenterpriseandpassengers,andtheoptimalalgorithmbasedonthesimulatedannealinga-l
gorithmisdesigned.Anumericalexampleillustratesthatthemodelandalgorithmformakingthepassenger
trainplanwithelasticdemandscaneffectivelyoptimizethepassengertrainplan,makeitcoincidewithpassen-
gertransportdemandandbringmoresocialandeconomicbenefit.
Keywords:passengertrainplan;elasticdemand;userequilibrium;b-ilevelprogramming;simulatedannealing
algorithm

铁路旅客列车开行方案包括旅客列车开行数量、相关问题进行了大量研究,取得了非常不错的研究成
种类、运行区段和沿途停站等内容。合理的列车开行果。文献[1,2]介绍了铁路旅客列车开行方案编制的
方案不但能有效地利用铁路运输企业运能,提高其运一般方法和原则。文献[3]将铁路旅客列车开行方案
输效益,吸引更多客流,扩大其运输市场份额,而且能与旅客换乘方案结合起来,设计了旅客列车开行方案
为旅客提供更快捷、舒适、方便的乘车环境,提高旅客的双层规划模型。文献[4]从铁路运输企业和旅客两
服务水平。方利益出发建立了旅客列车开行方案的多目标优化模
近年来,研究人员对铁路旅客列车开行方案编制型。文献[5]讨论了不同时段的旅客出行方便度,并在

收稿日期:2007-07-23;修回日期:2008-02-25此基础上,建立了旅客列车开行方案的多目标双层规
基金项目:国家自然科学基金资助项目(70