【正定機場空鐵聯(lián)運方案調(diào)整的案例探析（論文）4900字】

正定機場空鐵聯(lián)運方案調(diào)整的案例分析目錄TOC\o"1-2"\h\u7458正定機場空鐵聯(lián)運方案調(diào)整的案例分析 1111891.1正定機場空鐵聯(lián)運概述 1212581.1.1京廣高速鐵路概述 131491.1.2正定機場概述 265121.2正定機場站列車運行圖優(yōu)化 3131121.2.1案例設置與數(shù)據(jù)輸入 378041.2.2模型求解 6323301.3結(jié)果分析 7224611.3.1空鐵聯(lián)運指標 719831.3.2列車運行圖指標 11正定機場空鐵聯(lián)運概述京廣高速鐵路概述京廣鐵路是連接中國北京市和廣州市的高速鐵路，是世界上運營里程最長的高速鐵路，也是世界上最繁忙的高鐵線路之一。線路呈南北走向，經(jīng)過北京市與河北、河南、湖北、湖南、廣東5省，全長2298公里，設計速度350km/h，共有37個車站，具體如圖5-1所示。圖5-1京廣高鐵線路圖根據(jù)前文空鐵聯(lián)運分析，高速鐵路作為航空網(wǎng)絡“支線航班”吸引的空鐵聯(lián)運旅客旅行時間不長，出行距離較短。因此本文以石家莊正定機場作為算例分析僅考慮京廣高鐵北京西至鄭州東區(qū)段，包括北京西、涿州東、高碑店東、保定東、定州東、正定機場、石家莊、高邑西、邢臺東、邯鄲東、安陽東、鶴壁東、新鄉(xiāng)東、鄭州東共14個車站，其中北京西、石家莊、邯鄲東、安陽東、鄭州東可辦理列車始發(fā)終到作業(yè)。正定機場概述正定機場坐落于河北省石家莊市內(nèi)，具體位于正定縣，機場距離石家莊主城區(qū)32公里，距離北京市中心253公里，距離京廣高鐵的正定機場站3.4公里。從北京西站至正定機場站乘坐高鐵列車最快需要63分鐘，從石家莊站至正定機場站乘坐高鐵列車最快需要14分鐘，從邯鄲東站至正定機場站乘坐高鐵列車最快需要55分鐘。石家莊正定機場空鐵聯(lián)運換乘模式屬于“1+1”換乘模式，在空鐵聯(lián)運客運樞紐內(nèi)正定機場站與航站樓分開但相隔不遠，正定機場開通了航站樓至高鐵車站間的免費往返擺渡車，車程僅需5分鐘。機場與鐵路換乘設施便捷高效，可以滿足空鐵聯(lián)運旅客出行需求。目前正定機場旅客客流量與空鐵聯(lián)運人數(shù)增長較快，作為空鐵聯(lián)運樞紐具有較大的發(fā)展?jié)摿Γ?016年正定機場空鐵聯(lián)運旅客近50萬人次，2018年空鐵聯(lián)運旅客突破100萬人次，空鐵聯(lián)運人數(shù)近年來迅速增長，截止2019年占機場總客流量的近10%。圖5-2為正定機場旅客吞吐量及空鐵聯(lián)運人數(shù)。圖5-2正定機場旅客吞吐量及空鐵聯(lián)運人數(shù)示意圖正定機場站列車運行圖優(yōu)化案例設置與數(shù)據(jù)輸入本案例基于2021年京廣高速鐵路實際運行圖與2021年正定機場航班時刻表這一真實背景，設置優(yōu)化策略，驗證基于空鐵聯(lián)運列車運行圖模型對原有運行圖的調(diào)整程度及對空鐵聯(lián)運服務質(zhì)量的改善程度。本文數(shù)據(jù)選取2021年夏季京廣高速鐵路實際執(zhí)行時刻表與2021年3月-10月正定機場航班時刻表作為分析對象，具體研究通過京廣高速鐵路北京西至鄭州東區(qū)段283趟列車與正定機場進出港255班航班，具體參數(shù)如下：（1）線路基本參數(shù)京廣高速鐵路設計最高時速為350km/h，全線為雙線鐵路。根據(jù)2021年京廣高速鐵路列車時刻表的實際情況，結(jié)合列車運營速度（300km/h）、區(qū)間里程距離，推算出列車在各區(qū)間的運行時分，北京西至鄭州東共包含14個車站，具體可分為13個區(qū)間進行數(shù)據(jù)分析，如表5-1所示。表5-1區(qū)間里程及列車運行時分序號區(qū)間區(qū)間里程（km）區(qū)間運行時分（min）1鄭州東-新鄉(xiāng)東67132新鄉(xiāng)東-鶴壁東64123鶴壁東-安陽東4694安陽東-邯鄲東60125邯鄲東-邢臺東53116邢臺東-高邑西71147高邑西-石家莊51108石家莊-正定機場3779正定機場-定州東439序號區(qū)間區(qū)間里程（km）區(qū)間運行時分（min）10定州東-保定東621211保定東-高碑店東551112高碑店東-涿州東22513涿州東-北京西6212（2）模型技術(shù)參數(shù)根據(jù)第四章提出的列車運行圖調(diào)整模型及列車運行圖編制原則，參考旅客換乘接續(xù)規(guī)律與收集整理的現(xiàn)實數(shù)據(jù)，合理擬定模型相關(guān)技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)實際列車時刻表，確定列車在各站停站時間上限與停站時間下限，如表5-2所示。表5-2模型技術(shù)參數(shù)及車站停站時間模型參數(shù)取值模型參數(shù)取值列車起車附加時分2min到港航班旅客換乘時間上限120min列車停車附加時分3min到港航班旅客換乘時間下限60min列車全程被越行次數(shù)上限4次出港航班旅客換乘時間上限180min列車安全間隔時間3min出港航班旅客換乘時間下限70min單組動車組接續(xù)時間標準12min列車停站時間上限20min重聯(lián)動車組接續(xù)時間標準18min列車停站時間下限2min空鐵聯(lián)運旅客占比10%列車總停站次數(shù)是參考現(xiàn)有列車時刻表實際運行情況的最大值合理確定，對于列車在各區(qū)段總停站時間取實際運行圖中列車區(qū)段停站時間最大值。區(qū)段內(nèi)個中間站可視為小站，最短停站時間需要滿足旅客上下車需要，根據(jù)實際運行取值2min，對于區(qū)段站部分列車需要辦理技術(shù)作業(yè)，停站時間會比中間站長，根據(jù)實際運據(jù)行圖數(shù)列車停站時間上限取值20min。停站時間過長會導致列車旅行速度降低，影響鐵路運輸效率，而列車停站時間過短則無法滿足列車停站作業(yè)時間基本需求。不同區(qū)段內(nèi)列車停站次數(shù)與時間如表5-3所示。表5-3各區(qū)段停站次數(shù)與時間序號區(qū)段停站次數(shù)上限（次）1鄭州東-北京西102鄭州東-石家莊73鄭州東-邯鄲東54鄭州東-安陽東35安陽東-北京西66邯鄲東-石家莊27邯鄲東-北京西98石家莊-北京西6（3）航班參數(shù)由于我國高速鐵路采用矩形維修天窗，高鐵列車需要在0:00至6:00天窗時間內(nèi)檢修保證行車安全，因此列車從始發(fā)站出發(fā)到達機場高鐵站的時間不會過早或過晚，能夠接續(xù)的航班時間范圍有限。根據(jù)出港、到港航班旅客換乘時間，考慮列車運行圖的實際情況，保證空鐵聯(lián)運換乘接續(xù)的可行性，本文選擇出發(fā)時間在9:00—24:00間的124趟出港航班和到達時間在7:00—21:00間的131趟到港航班作為案例研究對象。模型求解基于前文提出列車運行圖調(diào)整模型，確定模型為混合整數(shù)規(guī)劃問題，本節(jié)用lingo11.0軟件對模型進行求解，具體求解流程如下：（1）對原列車運行圖空鐵聯(lián)運旅客接續(xù)換算人數(shù)進行求解，根據(jù)京廣高速鐵路運行圖確定每班列車與進出港航班的接續(xù)關(guān)系，即確定模型中Sim與Sio01變量取值，計算單次航班接續(xù)率，根據(jù)模型參數(shù)設定，空鐵聯(lián)運旅客人數(shù)取單次航班容量的10%，并且乘以單次航班每周開行頻率，最后將進出港航班進行累加最終確定原列車運行圖總空鐵聯(lián)運旅客換算接續(xù)率。計算得出原列車運行圖總航班接續(xù)率為665次，空鐵聯(lián)運旅客換算人數(shù)為1（2）確定算例具體目標函數(shù)，描述調(diào)整后航班與列車接續(xù)關(guān)系的Sim與Sio為01決策變量。根據(jù)2021年京廣高速鐵路運行圖確定列車集合T與車站集合N，其中N包含北京西至鄭州東共14個車站；根據(jù)2021年正定機場航班時刻表確定進出港航班集合P與AP，其中P包含137趟航班，AP包含1（3）確定具體約束條件，對于模型中極大值M取值為10000，保證約束條件的有效性。確定列車與車站集合與集體參數(shù)，輸入模型與數(shù)據(jù)如：dik?aik≥dwellmin?stopdik?aik≤dwellmax?stop對于停站時間約束確定14個站，包括北京西、涿州東、高碑店東、保定東、定州東、正定機場、石家莊、高邑西、邢臺東、邯鄲東、安陽東、鶴壁東、新鄉(xiāng)東、鄭州東。然后分別對列車遍歷。k∈Nidik?k∈Nistop對于總停站次數(shù)，遍歷每班列車在8個區(qū)段的運行條件，包括鄭州東-北京西、鄭州東-石家莊、鄭州東-邯鄲東、鄭州東-安陽東、安陽東-北京西、邯鄲東-石家莊、邯鄲東-北京西、石家莊-北京西。（4）通過lingo進行求解，得出最優(yōu)解的目標函數(shù)取值，調(diào)整后每班列車在14個站的出發(fā)到達時間，列車在車站的停站邏輯，列車與航班的接續(xù)關(guān)系，從而完成對列車運行圖的調(diào)整。調(diào)整后列車運行圖總航班接續(xù)率為864次，總空鐵聯(lián)運旅客換算人數(shù)為1866.2千人次。結(jié)果分析根據(jù)列車運行圖調(diào)整模型計算結(jié)果，對原列車運行圖與現(xiàn)有列車運行圖進行對比分析，從列車運行指標與空鐵聯(lián)運指標分別進行對比?？砧F聯(lián)運指標基于空鐵聯(lián)運列車運行圖調(diào)整的主要目標是提高空鐵聯(lián)運服務質(zhì)量，航班接續(xù)率越高，空鐵聯(lián)運換算人數(shù)越大，換乘時間越短，旅客空鐵聯(lián)運體驗越好，對于運輸部門可以吸引更多的旅客。（1）航班接續(xù)率與空鐵聯(lián)運接續(xù)換算人數(shù)根據(jù)模型分別求解出運行圖調(diào)整前后航班接續(xù)率（次）與空鐵聯(lián)運接續(xù)換算人數(shù)（千人次）。圖5-3列車運行圖調(diào)整前后航班接續(xù)率與空鐵聯(lián)運接續(xù)人數(shù)對比通過圖5-3進行分析，列車運行圖調(diào)整后航班總接續(xù)率與空鐵聯(lián)運接續(xù)換算人數(shù)都有顯著提升，不僅提高航班與列車接續(xù)的次數(shù)，同時提升了空鐵聯(lián)運旅客的服務次數(shù)。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，列車運行圖調(diào)整后，總航班接續(xù)率提高了29.9%，空鐵聯(lián)運接續(xù)換算人數(shù)提高了27.6%，總體達到基于空鐵聯(lián)運列車運行圖優(yōu)化的目標。（2）停站列車與航班接續(xù)關(guān)系對運行圖調(diào)整前后列車與航班接續(xù)關(guān)系進行統(tǒng)計，對比停站列車調(diào)整前后的接續(xù)航班數(shù)量變化情況如表5-4所示表5-4停站列車航班接續(xù)情況車次始發(fā)站終到站原接續(xù)航班數(shù)接續(xù)航班數(shù)增加接續(xù)航班數(shù)G67北京西廣州南17181G308成都東北京西30333G507北京西漢口11110G527北京西武漢19201G528武漢北京西23252G556宜昌東北京西34395G571北京西重慶西31321G604太原南北京西39390G615北京西太原南28302G624太原南北京西22242G627北京西運城北21210G629北京西太原南31332G871北京西銀川站27325G1563北京西鄭州東31321G1575北京西南陽東30322G6703北京西石家莊12120G6706石家莊北京西14151G6710石家莊北京西25294G6734邯鄲東北京西19223G6735北京西邯鄲東40400G6736邯鄲東北京西25305G8954石家莊北京西23274G9898邯鄲東北京西17181D2002臨汾西北京西19212D2004運城北北京西10100G366武漢天津西16182G1264鄭州東齊齊哈爾南16193G1284沈陽北成都東18180G2626武漢大連北18246G6292邯鄲東天津西26260G6293天津西石家莊28302G6728秦皇島邯鄲東21221根據(jù)表5-4分析可知，通過調(diào)整停站列車在正定機場站的到達出發(fā)時間，對于大部分在正定機場站停站的列車都增加了接續(xù)航班數(shù)量，驗證了列車運行圖調(diào)整模型的具體作用。（3）正定機場空鐵聯(lián)運接續(xù)列車時刻表通過基于空鐵聯(lián)運列車運行圖調(diào)整優(yōu)化模型計算對正定機場列車時刻表進行調(diào)整，使正定機場站列車時刻表與正定機場航班時刻表協(xié)調(diào)配合，列車與航班接續(xù)更順暢，在正定機場停站的列車可以接續(xù)更多的航班。經(jīng)過調(diào)整的正定機場站列車時刻表能夠提高空鐵聯(lián)運旅客出行質(zhì)量，其中在原有運行圖基礎上調(diào)整了列車停站方案，使G6701次和G587次列車在正定機場站停車。具體正定機場站列車時刻表調(diào)整方案如表5-5所示。表5-5正定機場站列車時刻表調(diào)整方案車次始發(fā)站終到站原到站時間到站時間原出站時間出站時間G67北京西廣州南13:2313:2513:2513:27G308成都東北京西19:1919:1719:2119:19G507北京西漢口7:467:467:527:52G527北京西武漢19:1719:1519:1919:17G528武漢北京西22:1322:1522:1922:19G556宜昌東北京西15:3715:3515:4015:40G571北京西重慶西10:2510:2710:2710:29G604太原南北京西8:418:418:438:43G615北京西太原南16:0616:0516:1316:12G624太原南北京西19:4819:4719:5419:53G627北京西運城北9:159:159:179:17G629北京西太原南20:4020:4220:4220:44G871北京西銀川站15:0715:1015:1915:19G1563北京西鄭州東18:4618:4418:4818:48G1575北京西南陽東14:5214:5414:5815:00G6703北京西石家莊14:0614:0614:0914:09G6706石家莊北京西7:447:437:467:46G6710石家莊北京西21:0421:0421:0621:07G6734邯鄲東北京西10:4910:4710:5110:51G6735北京西邯鄲東21:5621:5521:5821:58G6736邯鄲東北京西17:5717:5717:5917:59G8954石家莊北京西7:007:007:077:08G9898邯鄲東北京西14:4514:4714:4714:49D2002臨汾西北京西11:1711:1511:2911:26D2004運城北北京西13:0413:0413:1113:11G366武漢天津西18:4618:4818:4818:51G1264鄭州東齊齊哈爾南10:3610:3310:3810:38G1284沈陽北成都東13:0313:0313:0513:05G2626武漢大連北12:0