簡議鐵路旅客列車票額智能預(yù)分研究論文
自鐵路第六次大面積提速后，鐵路客運部門為了進一步挖潛提效，充分利用鐵路運輸能力，進行了鐵路客票發(fā)售系統(tǒng)5.0版本的升級，研究并實現(xiàn)了席位復(fù)用、票額共用和剩余票調(diào)整等售票組織功能，使得旅客列車客座率普遍提高了5%～15%，每年為全路帶來了超過10億元的客運增收，凸顯了鐵路客運挖潛提效的效果。但這些售票組織功能在運用過程中也顯現(xiàn)出中間站組織發(fā)售途經(jīng)旅客列車車票積極性不高的問題，限制了旅客列車進一步挖潛提效。分析這一問題產(chǎn)生的原因是：
(1)現(xiàn)有的售票組織采用固有的票額分配方案，一直遵循優(yōu)先滿足列車始發(fā)站和中轉(zhuǎn)換乘站需求的原則，而只給中間站預(yù)留少量的票額，因此票額不足一直是中間站組織客流的困難所在。
(2)中間站可發(fā)售的車票數(shù)量和預(yù)售時間存在著不確定性。這是因為席位復(fù)用須等上一站售出車票后才能裂解出下一站的車票(例如對于A—C區(qū)段，只有在售出A—B區(qū)間的車票后，才能裂解出B—C區(qū)間的車票)，剩余的車票需在充分考慮票額所在站和局的需要后才可調(diào)整給前方站和前方局，票額共用的原則一般是在開車前幾分鐘該車票額的所在站才會將該車的票額開放給中間站共用。
為解決此問題，本文利用歷史客流數(shù)據(jù)，通過分析列車客流的分布和趨勢，研究票額的智能預(yù)分，即將旅客列車票額的靜態(tài)分配變成適應(yīng)客流需求的動態(tài)預(yù)分，以穩(wěn)住列車沿途各中間站的常態(tài)客流，應(yīng)對突發(fā)客流，吸引淡季客流，提高鐵路旅客列車客座率。
1票額智能預(yù)分模型及算法
旅客列車票額智能預(yù)分的目的是為了實現(xiàn)每一趟列車每一席位盡量得到全程利用，因此須考慮以下要求。
(1)首先確保列車的整體效益，即確保列車全程客座率、列車全程收入以及列車的社會效益。
(2)其次是保證始發(fā)站長途車票的效益。直通車的開行是為了方便長途旅客，因此票額的動態(tài)預(yù)分應(yīng)保證始發(fā)站的長途車票數(shù)量，以穩(wěn)定始發(fā)站的長途客流。
(3)充分挖掘中間站短途車票的效益。對售票組織裂解出車票的歷史情況進行分析，科學(xué)、合理地分配中間站的票額，以保障中間站的旅客發(fā)送，提高其組織客流的積極性。
總之，票額智能預(yù)分就是在列車票額總量一定的情況下，按照預(yù)測的客流進行席位的區(qū)段分解，預(yù)分模型的核心是列車OD客流預(yù)測模型、票額預(yù)分原則和預(yù)分算法。
1.1列車OD客流預(yù)測模型
鐵路客流是一個時變的復(fù)雜系統(tǒng)，具有高度的不確定性。這種不確定性不但有來自自然界方面的`原因，也有來自人為方面的原因，這給鐵路客流預(yù)測帶來了極大的困難。鑒于目前鐵路客流的一些不確定性信息無法獲取和運輸能力還不能滿足旅客需求的情況，本文基于歷史客流數(shù)據(jù)，采用時間序列分析方法建立的旅客列車OD客流預(yù)測模型為
Xt=Wy∑pi=1φiXt-i+Wy1Xty1+Wy2Xty2+Watat(1)
式中：Xt為預(yù)測的t日客流，Xt-i為t-i日的近期歷史客流;p為模型階次，也可理解為近期參考天數(shù);Xty1和Xty2分別為去年和前年與t日同期的ty1日和ty2日的歷史客流;Wy∈[0，1]為近期歷史客流的參考權(quán)重，Wy1∈[0，1]和Wy2∈[0，1]分別為去年和前年同期客流的參考權(quán)重，Wat∈[0，1]為預(yù)售量的參考權(quán)重，均根據(jù)專家經(jīng)驗取值;φi為自回歸系數(shù)，表示Xt-i對Xt的貢獻程度，也可以理解為加權(quán)系數(shù)或近期增幅系數(shù);at為白噪聲輸入，它包含系統(tǒng)的激勵和噪聲干擾，在此理解為旅客提前購買預(yù)測日t的車票數(shù)量;另外，因為鐵路客流的變化存在明顯的春運、暑運、小長假、黃金周以及星期的周期性規(guī)律，所以還需根據(jù)t的周期性規(guī)律確定ty1和ty2的取值。如果是春運、暑運、小長假或黃金周，則ty1和ty2分別為同期節(jié)假日;如果是星期規(guī)律，則ty1和ty2分別為同期且與t前后相差不超過7d的同一星期中的最鄰近日期。
1.2票額預(yù)分原則
(1)先預(yù)分始發(fā)站的票額，然后再按列車沿途停站的先后順序依次給中間站預(yù)分票額。
(2)先按預(yù)測的始發(fā)站OD客流為始發(fā)站預(yù)分票額，剩余的票額再根據(jù)預(yù)測的中間站客流按比例預(yù)分。
(3)先預(yù)分有座票額，再預(yù)分無座票額。
(4)先預(yù)分長途票額，再預(yù)分短途票額。
(5)在預(yù)分中間站票額時如果裂解給下一中間站的票額不足，可用始發(fā)站的剩余票額補充。
(6)在預(yù)分中間站票額時如果裂解給下一中間站的票額有剩余，則剩余車票的發(fā)站變更為其相鄰的下一中間站。
(7)當(dāng)某一中間站對票額的需求得到滿足、或者得不到滿足但始發(fā)站也無剩余票可提供分配時，則對該車站的票額預(yù)分結(jié)束。
2票額智能預(yù)分系統(tǒng)設(shè)計
2.1系統(tǒng)工作流程
基于上述預(yù)分原則和算法設(shè)計票額智能預(yù)分系統(tǒng)。該系統(tǒng)與鐵路客運營銷系統(tǒng)和鐵路客票發(fā)售系統(tǒng)相連，根據(jù)鐵路客運營銷系統(tǒng)提供的旅客發(fā)送數(shù)據(jù)進行OD客流預(yù)測，然后進行票額的預(yù)分，形成票額分配方案并提供給鐵路客票發(fā)售系統(tǒng)，據(jù)此售票。
2.2系統(tǒng)功能
系統(tǒng)的主要功能涵蓋預(yù)分車次定義、預(yù)分天數(shù)定義、專家參數(shù)定義、預(yù)分方案審核等功能。
3結(jié)語
票額智能預(yù)分系統(tǒng)于2009年6月開始在全路客座率較低的旅客列車上試用，到2010年底已全面應(yīng)用于所有旅客列車。票額智能預(yù)分策略與票額共用、席位復(fù)用等售票組織功能協(xié)調(diào)配合，形成了一套完整有效的售票組織體系，實現(xiàn)了鐵路旅客列車的票額分配由靜態(tài)向動態(tài)的轉(zhuǎn)變，有效提高了旅客列車沿途停靠車站組織客流的積極性，進而提高了列車的整體效益，為鐵路客運挖潛提效發(fā)揮了積極的作用。
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