高速铁路短时间客流估计及列车调度之研究

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1、高速铁路短时间客流估计及列车调度之研究1引言1.1选题背景随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，我国旅客出行需求总量将不断的增加，旅客出行的需求也将趋于多元化。因此，铁路、公路和航空之间的竞争将会更加激烈，铁路作为一种既安全又运量大的运输方式，是人们出行的首要选择，铁路要想在如此激烈的竞争中立于不败之地，提速就是唯一的出路，高速行车技术是当代世界铁路的一项重大技术成就，是解决我国经济发展、人口密集地带和大城市间运输通道问题的根本途径。发展高速铁路是我国铁路事业适应本世纪我国经济迅速发展的需

2、要，跟踪与发展铁路新技术，依靠科技进步，把我国铁路建设成为具有现代化装备和现代化的管理方法的新铁路，具有深远的意义。我国是一个人口大国，铁路作为每公里运输成本很低的运输方式，成为大多数人出行的首要选择。因此我国的铁路客运长期处于紧张状态，我国铁路主要干线的客流负荷强度是世界上少有的。随着经济的发展，我国繁忙的干线客运流向将基本上不变，但是流量将会持续的大幅增长。例如，2000年时京沪段双向客运密度已经达到6500万人公里/公里，京津段达到了5700万人公里/公里，京广线，京石段将达5000万人公里/公里

3、。因此，铁路提速是刻不容缓的趋势。发展高速铁路是一种较常规方法技术层次更高、扩能幅度更大的手段。根据国外的铁路实践，一条长1000km的高速铁路円均运送已达40万人（年运1.5亿人）；在距离800km范围内，旅行总时间（包括往返车站）与航空大致相同，而票价要低的多。我国是一个幅员辽阔，经济落后，人口众多，资源相对短缺的国家，在相当长的时间内，还不可能实现私人汽车的普及，所以在解决人们出行需求方面有着重大的意义⑴。京津城际铁路是我国第一条建成的高速铁路，北京南站至天津站，全长120千米，2008年8月1F

4、1IH式投入运行，运行最高时速350km，之后2008年4月被称为重大战略性交通工程的中国京沪高速铁路全线开工，2012年6月30日通车，北京到上海最快只需4小时48分钟，京沪高铁建成后，与既有的京沪铁路实现客货分流，甜者为客运专线，北京至上海高速列车年输送旅客单方向可达8000余万人次。2009年12月9FI武广高铁试运行成功，武广高铁的开通使得武汉到广州间旅行时间由原来的约11小时缩短到3小时左右，长沙到广州直达仅需2个小时，至2010年8月12日，武广高铁全线安全开行动车16858列，发送旅客15

5、00万人次。另外，我国还建设和其他的一些客运专线，例如北京-沈阳-哈尔滨客运专线，青岛-石家庄-太原客运专线等，高铁的建设对于解决人们出行难的问题起到了至关重要的作用，同时高速铁路也加速了我国地区经济合作的步伐，为我国的西部大幵发和中央的一系列发展战略起到的支持作用。随着我国高速铁路的建设开通，高速铁路的优势也逐渐显现。人们远途出行时会选择乘坐高铁，铁路客流也会相应的增加，所以铁路部门要做到经济效益最大化和客流及时疏散，应当做到客流的准确预测和高铁列车的最优调度。客流的准确预测能使铁路部门有效应对突增客

6、流，并能保证单位车辆有尽可能高的上座率，从而使有限的铁路运输资源得到充分合理的利用。为铁路部门减少运营成本，实现其社会和经济效益最大化。基于以上状况，对高铁客流短期预测和高铁列车调度方面进行分析研究的基础已经具备，因此本文主要在己有的武广高铁的历史客流数据基础上，研究高铁客流短期预测模型，然后基于最优预测模型的预测数据，在考虑武广高铁一等、二等票价等因素建立基于客流需求的列车调度模型。最终实现高铁短期客流的准确预测和列车合理调度，以实现铁路部门经济和社会效益最大化。1.2国内外研究现状1.2.1铁路短期

7、客流预测铁路部门及时应对客流突增情况，合理编排列车开行方案需要准确的客流预测作为依据。合理误差范围内的客流预测为高速铁路经营者在列车调度工作上提供依据。如果客流预测不准确则会造成列车运营费用和维修费用的居高不下/导致路上列车往返空车的概率增大和旅客上座率低的情况，给铁路运营部门造成巨大损失。因此，准确的客流预测为铁路运营部门提供了铁路扩大建设，列车调度以及其营运经济效益分析的依据。目前短期客流预测模型主要有：时间序列模型、回归分析法以及神经网络模型等。传统的客流预测模型，一般采用时间序列模型和回归分析法

8、进行客流预测，这两种方法都是基于数学计算来进行预测。时间序列模型是用历史的、现状的客流资料对于交通生成和时间关系进行预测未来客流量的方法，根据被预测事物过去和现在变化规律观测数据建立时间序列模型，然后借助于模型进行外推以预测未来。常用的时间序列法有指数平滑法、季节系数法、灰色预测法等[1]。2高速铁路客流特征2.1客流分类及客流影响因素据统计，2010年我国高铁H均发送旅客数量达到79.6万人，到了2011年春运这期间，全国铁路平均円开行的