论文题目：面向高速铁路瓶颈区段能力疏解的跨线客流分配研究
摘要：近年来,我国高速铁路快速发展,路网效应开始显现,以此带来高速铁路客流持续增长,瓶颈区段对网络能力的限制作用愈发突出。从宏观层面实现瓶颈区段能力疏解,是网络化运营的根本保障,对提升网络通过能力具有重要的研究意义。本文以高速铁路复杂网络为背景,进行铁路乘客出行多路径选择与分配研究,着眼于瓶颈区段疏解与旅客服务能力提升,构建企业-乘客双准则的一系列技术方法,包括服务路径阻抗函数设计、合理服务路径备选集生成、瓶颈区段客流调整,为运输组织计划编制提供决策支持。具体研究内容如下:（1）分析我国高速铁路繁忙干线客流输送及能力利用情况,明确跨线列车大量开行是徐州东至蚌埠南区段成为能力瓶颈的主要原因,并对该瓶颈区段所在的京沪高铁与其他线路的衔接情况进行分析。在此基础上,基于区域内多线路并行和乘客多路径出行现状,以充分利用路网能力为目标,进行瓶颈区段跨线客流输送路径和输送模式研究,以期从宏观层面实现瓶颈区段能力疏解。（2）提出服务路径概念,搭建高速铁路服务网络。考虑铁路企业和乘客对服务路径选择的博弈关系,在现有研究基础上引入量化跨线行为对线路能力损耗的跨线阻抗,构建包含运行边、换乘边和跨线边的双准则服务路径综合阻抗函数。以“小三角网络”剔除等作为路径生成的约束条件,建立复杂高速铁路网络下的合理服务路径选择模型。考虑服务路径生成的多约束性,设计基于Yen算法改进的两阶段算法,实现路径搜索和合理性检验。（3）为描述路网中多等级节点,搭建高速铁路双层混合网络,采用基于最短路原则的非集结客流归并方法,设计基于Dijkstra算法改进的“两端对比式算法”。以直达模式服务路径为标准进行瓶颈区段跨线客流选择,以最小阻抗服务路径为标准进行客流等级划分。构建基于合理服务路径备选集的随机用户均衡高速铁路客流分配模型,并分别将MSA算法与区段均衡性阻抗函数和增广拉格朗日乘子相结合,设计2种有容量约束的铁路客流分配算法。（4）以徐州东-蚌埠南段的能力疏解为目标,构建高速铁路案例网络,设计数据实验确定参数取值,分析服务路径备选集和客流分配结果合理性,验证模型和算法有效性,给出瓶颈区段能力疏解方案和跨线客流调整的通用性建议。
关键词：瓶颈区段;能力疏解;铁路客流分配;服务路径选择
学科专业：交通运输规划与管理
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究分析
1.2.1 城市交通流分配研究
1.2.2 铁路客流分配研究
1.2.3 研究现状总结
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 我国高速铁路网络客流输送情况分析
2.1 繁忙干线客流输送现状
2.1.1 京沪高铁客流输送现状
2.1.2 京广高铁客流输送现状
2.1.3 沪汉蓉高铁客流输送现状
2.2 京沪高铁线路衔接情况分析
2.2.1 线路结构衔接分析
2.2.2 运输组织模式衔接分析
2.3 瓶颈区段形成及疏解思路分析
2.3.1 瓶颈区段形成机理分析
2.3.2 瓶颈区段能力疏解思路提出
2.4 本章小结
3 合理服务路径备选集构建
3.1 服务路径选择相关理论
3.1.1 换乘模式特点及开行条件
3.1.2 直达模式特点及开行条件
3.1.3 乘客出行选择流程
3.2 高速铁路换乘网络构建
3.2.1 服务路径定义及构建
3.2.2 高速铁路服务网络构建
3.3 服务路径综合阻抗函数构建
3.3.1 运行边阻抗分析与量化
3.3.2 换乘边阻抗分析与量化
3.3.3 跨线边阻抗分析与量化
3.3.4 服务路径综合阻抗函数构建
3.4 合理服务路径备选集构建模型及算法
3.4.1 合理服务路径约束条件
3.4.2 传统K路径搜索算法选择与改进
3.4.3 合理服务路径生成两阶段算法设计
3.5 本章小结
4 面向瓶颈区段能力疏解的跨线客流分配
4.1 高速铁路双层混合网络构建
4.1.1 基于瓶颈区段的节点划分
4.1.2 基于节点等级划分的双层混合网络构建
4.2 基于瓶颈区段的跨线客流选择与划分
4.2.1 跨线客流选择方法设计
4.2.2 跨线客流重要度划分方法设计
4.2.3 跨线客流选择与划分算法设计
4.3 非集结客流归并方法与算法设计
4.3.1 客流归并原则分析
4.3.2 不同类型客流归并方法设计
4.3.3 基于Dijkstra改进的客流归并算法设计
4.4 基于合理服务路径备选集的跨线客流分配
4.4.1 随机效用理论分析
4.4.2 考虑容量限制的随机用户均衡分配模型
4.4.3 基于区段均衡性阻抗函数的算法设计
4.4.4 增广拉格朗日乘子算法设计
4.5 本章小结
5 案例分析
5.1 数据准备
5.1.1 全国高速铁路网络简化原则
5.1.2 双层高速铁路网络构建
5.2 参数取值分析
5.2.1 跨线客流选择参数
5.2.2 服务路径选择参数
5.2.3 Logit客流分配参数
5.3 结果分析
5.3.1 瓶颈区段跨线客流选择结果分析
5.3.2 合理服务路径备选集分析
5.3.3 客流集结与分配结果分析
5.4 瓶颈区段跨线客流输送建议
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 研究成果与创新点
6.2 不足与展望
参考文献
附录 A 我国列车开行与区段占用情况统计