简议铁路旅客列车票额智能预分研究论文
时间：2021-08-31简议铁路旅客列车票额智能预分研究论文
自铁路第六次大面积提速后，铁路客运部门为了进一步挖潜提效，充分利用铁路运输能力，进行了铁路客票发售系统5.0版本的升级，研究并实现了席位复用、票额共用和剩余票调整等售票组织功能，使得旅客列车客座率普遍提高了5%～15%，每年为全路带来了超过10亿元的客运增收，凸显了铁路客运挖潜提效的效果。但这些售票组织功能在运用过程中也显现出中间站组织发售途经旅客列车车票积极性不高的问题，限制了旅客列车进一步挖潜提效。分析这一问题产生的原因是：
(1)现有的售票组织采用固有的票额分配方案，一直遵循优先满足列车始发站和中转换乘站需求的原则，而只给中间站预留少量的票额，因此票额不足一直是中间站组织客流的困难所在。
(2)中间站可发售的车票数量和预售时间存在着不确定性。这是因为席位复用须等上一站售出车票后才能裂解出下一站的车票(例如对于A—C区段，只有在售出A—B区间的车票后，才能裂解出B—C区间的车票)，剩余的车票需在充分考虑票额所在站和局的需要后才可调整给前方站和前方局，票额共用的原则一般是在开车前几分钟该车票额的所在站才会将该车的票额开放给中间站共用。
为解决此问题，本文利用历史客流数据，通过分析列车客流的分布和趋势，研究票额的智能预分，即将旅客列车票额的静态分配变成适应客流需求的动态预分，以稳住列车沿途各中间站的常态客流，应对突发客流，吸引淡季客流，提高铁路旅客列车客座率。
1票额智能预分模型及算法
旅客列车票额智能预分的目的是为了实现每一趟列车每一席位尽量得到全程利用，因此须考虑以下要求。
(1)首先确保列车的整体效益，即确保列车全程客座率、列车全程收入以及列车的社会效益。
(2)其次是保证始发站长途车票的效益。直通车的开行是为了方便长途旅客，因此票额的动态预分应保证始发站的长途车票数量，以稳定始发站的长途客流。
(3)充分挖掘中间站短途车票的效益。对售票组织裂解出车票的历史情况进行分析，科学、合理地分配中间站的票额，以保障中间站的旅客发送，提高其组织客流的积极性。
总之，票额智能预分就是在列车票额总量一定的情况下，按照预测的客流进行席位的区段分解，预分模型的核心是列车OD客流预测模型、票额预分原则和预分算法。
1.1列车OD客流预测模型
铁路客流是一个时变的复杂系统，具有高度的不确定性。这种不确定性不但有来自自然界方面的`原因，也有来自人为方面的原因，这给铁路客流预测带来了极大的困难。鉴于目前铁路客流的一些不确定性信息无法获取和运输能力还不能满足旅客需求的情况，本文基于历史客流数据，采用时间序列分析方法建立的旅客列车OD客流预测模型为
Xt=Wy∑pi=1φiXt-i+Wy1Xty1+Wy2Xty2+Watat(1)
式中：Xt为预测的t日客流，Xt-i为t-i日的近期历史客流;p为模型阶次，也可理解为近期参考天数;Xty1和Xty2分别为去年和前年与t日同期的ty1日和ty2日的历史客流;Wy∈[0，1]为近期历史客流的参考权重，Wy1∈[0，1]和Wy2∈[0，1]分别为去年和前年同期客流的参考权重，Wat∈[0，1]为预售量的参考权重，均根据专家经验取值;φi为自回归系数，表示Xt-i对Xt的贡献程度，也可以理解为加权系数或近期增幅系数;at为白噪声输入，它包含系统的激励和噪声干扰，在此理解为旅客提前购买预测日t的车票数量;另外，因为铁路客流的变化存在明显的春运、暑运、小长假、黄金周以及星期的周期性规律，所以还需根据t的周期性规律确定ty1和ty2的取值。如果是春运、暑运、小长假或黄金周，则ty1和ty2分别为同期节假日;如果是星期规律，则ty1和ty2分别为同期且与t前后相差不超过7d的同一星期中的最邻近日期。
1.2票额预分原则
(1)先预分始发站的票额，然后再按列车沿途停站的先后顺序依次给中间站预分票额。
(2)先按预测的始发站OD客流为始发站预分票额，剩余的票额再根据预测的中间站客流按比例预分。
(3)先预分有座票额，再预分无座票额。
(4)先预分长途票额，再预分短途票额。
(5)在预分中间站票额时如果裂解给下一中间站的票额不足，可用始发站的剩余票额补充。
(6)在预分中间站票额时如果裂解给下一中间站的票额有剩余，则剩余车票的发站变更为其相邻的下一中间站。
(7)当某一中间站对票额的需求得到满足、或者得不到满足但始发站也无剩余票可提供分配时，则对该车站的票额预分结束。
2票额智能预分系统设计
2.1系统工作流程
基于上述预分原则和算法设计票额智能预分系统。该系统与铁路客运营销系统和铁路客票发售系统相连，根据铁路客运营销系统提供的旅客发送数据进行OD客流预测，然后进行票额的预分，形成票额分配方案并提供给铁路客票发售系统，据此售票。
2.2系统功能
系统的主要功能涵盖预分车次定义、预分天数定义、专家参数定义、预分方案审核等功能。
3结语
票额智能预分系统于2009年6月开始在全路客座率较低的旅客列车上试用，到2010年底已全面应用于所有旅客列车。票额智能预分策略与票额共用、席位复用等售票组织功能协调配合，形成了一套完整有效的售票组织体系，实现了铁路旅客列车的票额分配由静态向动态的转变，有效提高了旅客列车沿途停靠车站组织客流的积极性，进而提高了列车的整体效益，为铁路客运挖潜提效发挥了积极的作用。
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