客运专线与既有线合理分工及协调运用的研究文献综述.doc

客运专线与既有线合理分工及协调运用的研究文献综述
收集的资料   2007-02-19 15:18   阅读94   评论0  
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1.研究背景及研究的目的和意义
1.1研究背景
修建客运专线后，客运专线与既有线形成共同运输通道，不同分工方案对铁路运输能力的影响。运输通道是各级运输网络客货流密集的运输主干道，它可有一种或多种运输方式。【1】本文所研究的通道是指客运专线与既有线形成共同运输通道。特征有五:① 运输通道是交通运输网的骨干，具有全局意义。因为它承担着区际运输联系的大部分或全部任务，运输通道是否畅通对于运输网整体的效益起决定性作用。② 运输量大而集中。包括了区际(省、市际)运量，过境运最，地方运量。运输客货流的流向相似或相同，起讫点集中于通道附近或联结地区。在这三种运量中，运输通道主要以区际交流运量为大宗。③通道的不同组成部分之间联系密切，不同分工方案对运输能力有影响。④ 有一定层次性。高层次的运输通道由多种运输方式组成，通过能力大，能适应各种运输要求。低层次的则由单一方式组成或以某一方式为主。并非所有低层次运输通道都可发展为高层次的，因为影响通道发展的因素很多。⑤ 联系区域具有扩展性。除直接联系和经过的区域外，运输通道对运量的吸引还影响到非相邻区域。
1.2研究的目的和意义
客运专线与既有线合理通道内部高速客运专线和既有线分工是否合理,对通道内各条线路通过能力的合理利用,通道内客货列车运行速度的提高,以及铁路运输的服务水平和组织水平的改善等有着较大的影响。 因此,必须详细调查分析铁路通道各构成要素的基本情况,科学合理地进行通道内部的运输组织分工,以便充分发挥通道整体的运输能力。
1.3研究的范围
对运输通道的定义，不同的研究内容、研究范围有其不同的定义，国内外交通工程专家对运输通道的定义，根据运输通道的空间层次和交流性质可将运输通道分为国际通道、区际通道、省际通道、省内通道。【2】
图1运输通道的层次类型
本次论文所要研究的是由客运专线与原既有线共同组成的一种特殊的通道，它一般属于区际通道或省际通道。
2国内外在该方向的研究现状及分析
2.1国外研究现状
关于运输通道内各种运输方式客运量分担率及分工的研究有以随机效用、神经网络、Wardrop原理等多种理论和模型。
2.1.1非集计模型分析的方法【3】
1995年Saad N Aljarad和William R Black 用非集计模型分析沙特拉伯一巴林运输通道内城间非工作出行的(non-business travel)运输方式选择。提出了两个独立的模型，即二项Logit模型和多项Logit模型。前者用于利雅得一巴林通道内的运输方式选择，后者用于沙特拉伯东部省份(达兰、达曼、胡富夫等省)一巴林通道内的运输方式选择。同年，Chandra R. Bhat[3]对加拿大(Canada)的多伦多一蒙特利尔运输通道内工作日的工作出行(weekday, business travel)进行了研究，并且将用于计算出行者对运输方式(train, car, plan)选择的式Logit模型(NL)进行了改进，提出协方差巢式Logit模型(COVNL). 19%年Hensher DAE4I提
出采用异方差极值Logit模型(HEVL)对澳大利亚(Australia)的悉尼一堪培拉(Sydney-Canberra)通道内的四种运输方式(car, plane, scheduled coach, nonscheduledcoach)所占的市场份额进行了预测。但是MNL, COVNL和HEVL模型都是建立在效用的随机项相互独立且服从Gumbel分布的假设基础之上。这种假设体现不出实际运输系统中各种运输方式的运行状况和营运效用相互作用、密切相关的特性。
2.1.2 High speed rail(HSR), Conventional rail(CR)的分析模型【3】
1997年Hsu C-I和Chung W-M提出在铁路运输通道内乘客如何选择High speed rail(HSR), Conventional rail(CR)的分析模型。按照可达性(accessibility)将乘客分类，分别给出每种类型的乘客对运输方式选择的计算模型。根据乘客的出行时间、时间价值、出行距离、票价以及HSR和CR的服务特点建立运输方式选择模型。该模型的合理性在于将费用转化成时间，并给出了时间价值的计算公式。这样做要比只以车内时间和车外时间为基础利用多项Logit模型(MNL)或巢式Logit模型(NL)计算市场份额要合理，但是该方法在费用和时间换算的过程中误差很大。
2.1.3将Wardrop原理应用到预测区域运输通道内各运输方式所占的市场份额中【3】
2001年11joon Chang博士在其博士论文中将Wardrop原理应用到预测区域运输通道内各运输方式所占的市场份额中，并针对韩国(Korea)京釜(Seoul-Busan)通道内的四种运输方式(Air, High-speed rail , Conventional rail ,Highway)分别从用户最优和系统最优的角度对其所占市场份额做了预测。并对传统广义出行费用的求解做了改进，这一点主要体现在对时间价值的确定问题上，对时间价值的求解摒弃了传统方法，采用Wardrop原理并结合Dail的几准则来求解时间价值，得出了各种运输方式旅客时间价值的概率密度函数，使时间价值不再是常量，然后再利用Wardrop原理预测通道内各运输方式的客运量分担率，但是在应用该模型进行远期预测时，体现不出经济的发展和人们对价值观念认识的改变对时间价值函数的影响，进而就影响了应用该模型的可靠性。此外，在论文中采用的是理想交通条件下的Wardrop原理，体现不出不确定因素对客运量分配的影响。
2.2国内研究现状
2.2.1国内关于通道内运输方式分担的研究
1)以Logit模型为基础的分担率估计【4】
以Logit模型为基础， 对综合运输通道合理结构进行重新界定，并对配置模型进行深人研究，实现通道综合运输资源优化，将用户效应和通道内综合运输资源优化融为一体.该模型既可以对通道内的综合运输资源进行优化配置，又可以提供通道内各运输项目的建设方案.鉴于该模型属于静态的资源优化配置模型，如果将其与各运输方式运量之间的动态转移相互结合，转化为动态模型，会有更好的应用价值。
2)基于网络的运输通道客运流量分配模型【5】
根据各运输方式的经济技术特征，构建了运输通道的时空运营网络来表示各运输方式的竞争性．认为旅客的时间价值(V0T)分布的概率密度函数服从对数正态分布，旅客的广义出行费用取票价和时间两个参数，运用城市交通分配网络均衡思想，提出基于网络的区域运输通道多交通模式客流分配模型，建立了用户最优和系统最优两个目标函数，并给出了模型的求解方法。用一数值示例验证了模型的有效，分析了模型对政府和运输经营企业决策的指导意义。
3)基于博弈论的竞争性运输通道选择的博弈模型【6】
通过对博弈论原理和竞争性运输通道选择问题的特性的研究，可以用博弈论的方法和原理比较和选择竞争性运输通道。在对竞争性运输通道的选择问题进行抽象的数学描述后，建立了相应的博弈论数学模型，并运用剔除严格劣战略的方法，对模型构造了可行的算法。同时对参与人集合的确定；纳什均衡的个数以及模型的拓展等问题做了进一步的分析。最后，通过与AHP的比较，提出了模型向贝叶斯博弈拓展的设想。
2.2.2国内对于客运专线建成后铁路运输通道合理分工的研究
国内对于客运专线建成后铁路运输通道合理分工也有不少的研究。用到的方法主要有以下几种。
1)枚举分析法【7】【8】
这种方法枚举出所有可能的运输组织模式方案，然后对每种方案进行分析和比较，从选取比较优和满意的结果。一般分为如下方案：方案1 客运专线上只开行高速客运列车，既有线路仍然开行一般旅客列车。方案2 客运专线上只开行高速客运列车和其他旅客列车，既有线路只开行一般货物列车。方案3 客运专线上开行高速客运列车和快速货物列车，既有线路仍然开行货物列车和一般旅客列车。方案4 客运专线上开行高速客运列车，一般旅客列车和快速货物列车，既有线开行一般货物列车。然后从运输能力、效益等方面进行分析和比选。
这种方法已于操作，但偏重于定性的分析，缺乏数据的计算与支持。
2)基于满意优化的理论的方法【9】
基于铁路运输通道分工影响因素的分析,建立了以通过能力为约束条件,以运输成本、旅行速度和日常运输组织调整为优化目标的客运专线建成后与既有线形成的铁路运输
通道分工优化模型. 运用满意优化理论,对构建的模型进行了改进,将多目标优化问题转化为单目标优化问题。
建立模型的过程中，保留相关的线路和主要技术站作为描述的对象. 把主要的技术站作为网络的节点,把几条线路作为相邻技术站间的弧构成网络图，　对通道内开行的列车进行分工是在允许的通过能力利用范围内,实现最优的列车运行速度,最佳的运输日常调整,以及最低的运输成本,即以通过能力为约束条件,以列车的运行速度、日常调整度和运输成本为最优目标的优化问题。建好的模型属于大规模、多目标、非线性的组合优化问题,具有较高的复杂度,为了寻求解决模型的有效手段,必须改进模型. 常用的方法是在多个目标中寻找一个比较重要的子目标作为改进模型的目标函数,而将其它子目标作为整体优化问题的约束条件进行处理。最后求得满意解。
这种方法思维严谨，论证充分。但是该模型具有较大的复杂度，计算十分困难。在实际中应用有一定的困难。
3主要研究内容和研究的技术线路
3.1主要研究内容
主要内容包括：
1．铁路运输通道理论，包括具有客运专线的铁路运输通道，线路分工协作的评价指标、主要模式、运输组织办法及通道运输能力的计算方法等。
2．运专线建成后运输通道运量增长规律的研究，包括：
(1)经济社会发展对运量增长的影响；
(2)未来路网结构、生产力布局调整对运量增长影响；
(3)未来运输产品结构变化对运量增长的影响；
(4)车流径路调整对运量增长的影响；
(5)列车编组计划调整对运量增长的影响等。
3．客运专线与既有线干线合理分工及协调运用的研究，包括
(1)干线合理分工的协调优化机理及运量分配办法研究；
(2)合理分工后客运专线及既有线列车开行方案研究；
(3)典型开行方案能力适应性分析及评价。
4．铁路枢纽客运专线与既有线合理分工及协调研究，包括
(1)枢纽合理分工的协调优化机理研究；
(2)枢纽车站合理分工及协调优化研究；
(3)枢纽线路合理分工及协调优化研究；
(4)合理分工后客运专线及既有线列车开行方案研究；
(5)典型枢纽协调方案的分析及评价。
5．提出可操作性强的合理分工的原则、运输组织办法、技术改造措施、站段作业组织的对策和建议。
本设计研究可为客运专线建成后，合理调整通道运输资源，深化细化站线作业分工，提高运输能力利用水平，实现铁路运输组织工作跨越式发展，提供具有实际可操作性的对策建议。
3.2研究技术路线
通过对路运输通道理论的研究，确定线路分工协作的评价指标。通过对干线合理分工的协调优化机理及运量分配办法研究，进而以郑西线为背景得出合理分工后客运专线及既有线列车开行方案。然后对典型开行方案能力适应性分析及评价。最后提出可操作性强的合理分工的原则、运输组织办法、技术改造措施、站段作业组织的对策和建议。
运输通道理论研究
干线合理分工的协调优化机理及运量分配办法研究
确定线路分工协作的评价指标
郑西线客运专线及既有线列车开行方案
郑西线资料收集，相关数据计算
典型开行方案能力适应性分析及评价
图2 论文的技术路线
参考文献：
【1】张文尝 运输通道系统分析 交通运输系统工程和信息 2001.5
【2】黄承锋，宾雪峰. 试论运输通道的概念. 重庆交通学院学报.2001,1
【3】黄焕焕 区域运输通道内各种运输方式客运量分担率的研究 2005.3
【4】李德刚， 罗霞 基于用户的综合运输通道结构配置 西南交通大学学报 2005.4
【5】李友好 刘晓佳 施其洲 基于网络的运输通道客运流量分配模型 交通运输工程与信
学报 2005.6
【6】朱健梅 竞争性运输通道选择的博弈模型研究 西南交通大学学报 2003.6
【7】杨月芳 胡锦云 新建高速线与既有线合理分工方案研究 北方交通大学学报 1995.9
【8】李鼎 客货分线运输对编组站能力的影响及对策研究 2005
【9】彭其渊1 , 殷　勇1 , 闫海峰2 客运专线建成后铁路运输通道合理分工模型 西南交通大学学报 2005.12
【10】铁道科学研究院 客运专线运输组织 2005.12
【11】彭其渊1， 闻海峰1， 魏德勇2 武广客运专线运输组织模式研究 西南交通大学学报 2004.6
【12】乔延洪 客运专线运输组织的若干问题 中国铁路 2005.8
【13】郑州至西安客运专线初步设计总说明书 铁道第四勘查设计院 2004.9