铁路旅客列车开行方案设计研究

铁路车辆   2013-11-23 15:32:48  177浏览 作者:王奇成

1研究背景

近年来,随着我国高速铁路网的逐步形成,铁路运输部门围绕加快转变发展方式,逐步确立运输企业市场主体地位,对客运营销工作提出了更高的要求。根据市场需求变化,快速、合理地设计列车开行方案,满足社会需求是一个重要的课题。以客流调査及预测结果为依据,结合历史客流数据分析和开行成本测算,辅助设计旅客列车开行方案,并结合收益情况调整开行方案,对制定客运营销策略、实行客运精细化管理、提高业务响应速度等具有重要意义。

旅客列车开行方案的设计包括定义列车开行起止时间段、列车等级、运行区段及停靠站、各席位类别的票额数量等。目前,旅客列车开行方案设计虽然有个别辅助决策信息系统,但未形成体系,大部分工作仍然是手工操作,需要逐一査询各系统,获取相关数据和资料,累计成电子文档,再凭借业务人员经验提出旅客列车开行建议方案。由于缺乏系统管理,人工制订旅客列车开行方案后,其后的运力、运能数据统计全部是手工操作,存在数据统计口径不一致、容易出差错等问题,且劳动强度大,特别是在“春运”等节假日,难以满足业务要求。因此,建立一个综合性系统辅助设计旅客列车开行方案,其核心是解决以下3个方面的问题。

调查了解市场需求,开展客流预测。这主要是描绘市场需要什么。

有效配置设备资源,充分利用关键铁路运输资源,包括线路和车底。这主要是揭示铁路能提供什么。

估算旅客列车开行成本和经济效益,从而衡量设计的产品投放市场的效果。这主要是说明列车的开行价值是什么。

2市场调査和客流预测

市场调査

市场调査的传统方式是问卷调査,包括委托第三方专业调査公司进行的独立调査,一般成本高、耗时长,不能及时响应变化。效率稍高的做法是在铁路统一的12306客服网站上进行问卷调査,适当

设置奖励,吸引尽可能多的旅客提供真实全面的信息,统计各地旅客的出行意愿,其统计结果能反映旅客的出行趋势,供系统作为参考。

市场调查更有效的方式是充分利用信息系统。收集汇总“春运”等节假日期间的电话订票、互联网订票所有请求信息,包括日期、车次、发到站、席别、数量、身份信息等,描绘出旅客流量流向分布图。利用电话订票人的电话呼叫信息、互联网订票的客户关系信息,联合分析电信、移动等通信公司数据,以及身份证号码中包含的籍贯、地域信息,区分务工人员返乡、一般探亲客流。并且利用连续几年的数据进行对比,综合评估定位返乡、探亲人员的流向流量,形成节假日和“春运”期间组织运力配置、列车上线、票额生成的客观依据。

在实名制售票制度下,电话订票、网络订票数据真实有效,系统收集的数据能真实反映客观情况。用信息系统替代问卷方式开展市场需求调查,最大的好处是对市场需求变化反映非常灵敏。

客流预测

客流预测包含但不仅限于客流调査的结果,因为真实的市场需求只反映当前情况,掌握未来客流还需要考虑计划内、计划外的各种可能因素,作出综合判断。选用造当的数学方法(如时间序列)进行客流预测时,有必要加人对多种因素的考量,如国民经济发展格局,每年经济增长平均比率;历史数据中揭示的客流变化趋势,铁路运输收人平均增长比率;还有特定社会经济事件,如北京奥运会、上海世博会等。最终是估算出未来一段时间内各区域之间、各线路区间的客流增长,提前绘制节假日、

“春运”期间的人员流量流向图。客流预测结果包括各时间段、各区段及停靠站的客流,以及需要的列车等级和席位数量等需求。

3运力资源配S

目前,铁路客运存在两大运输资源瓶颈:线路和客车车底。由于社会大众集体迁移的习俗,造成铁路运输资源呈现高峰时期特别紧缺、低谷时期部分闲置的特点。

(1)线路资源。铁路网由于格局固定、线路有限,列车开行必须严格服从调度指挥,因此线路

资源最易出现瓶颈。如果加开列车,必须精心安排线路、开行时间点,甚至为了增加旅客列车开行,需要停开部分货物列车。

铁路列车运行图编制的基本思路是旅客列车按基本需求首先安排线路,然后铺画货物列车运行线。^•于高速铁路等客运专线,按照合适需求量满图编制。高速线路对客流波动的应对比既有线要灵活,如需增加运力,釆用动车组重联;如需减少运力,停开某些列车。

(2)客车车底资源。列车开行需要配置客车车底,即车厢编组,主要是指车型、辆数。投入使用的客车车底,其运行维护遵循一定周期。客车车底一般归属各铁路局维护管理,在“春运”和节假日期间,需要精心组合车次的开行周期,设计车次套跑交路,充分利用客车车底资源。

4成本效益估算及最优方案评估

铁路运输按区域划分经营企业的管辖地,其生产活动既有管内部分,也有相互渗透交错部分,按现行清算体系,客运收人归担当旅客列车的运输企业,由其向其他企业支付相关运营成本。

在旅客列车收人方面,分为旅客票价收人和各项服务费用收入,如行包收入等。而在成本方面,成本线路使用费+机车牵引费客发送服务费+售票服务费+客运乘务直接成本+客运车辆直接成本+上水服务费+车辆折旧成本+司乘人工成本等。收人和成本计算出来后,还要找到盈亏平衡点,即刚好达到不亏损状态时的票价收入率及席位上座率。只有收人高于成本的旅客列车才有组织开行的价值。

将各席别的票额数量记为人,各席别的全程(从始发站至终到站)票价记为,则列车满员全程票价收入/_=:!(总xc;)。则盈亏平衡时的票价收人率w=c(成本)//max(列车满员全程票价收人)。因此,收人率越低,越容易达到盈利目标。

盈亏平衡时的席位上座率可分为各席别的上座率,记做0„(«为1、2、3、4分别对应表示硬座、软座、硬卧、软卧),满足不定方程:

Z(艮xA„xC)=C(成本)。该方程的几组解,就是售票组织的几种可选方案。各席别的上座率凡越高,

越难以达到,因此挑选見相对较低、参考历史数据后又比较可行的一组解,作为车底编组和售票组织的目标。

旅客列车成本和列车运行径路密切相关。列车运行径路一旦固定,其成本估算相对比较简明。列车开行径路的确定主要是靠比选,现行办法是由人工根据业务经验、考虑各种约束因素进行确定。在“春运”等节假日期间铁路作为卖方市场时,一般不会有太大的问题;当铁路运输逐渐归人日常买方市场后,很难实现每趟列车都满员,这就依靠系统推荐效益最优的方案。 ’

5辅助决策信息系统的实现

实现以上业务思路,最终是构建一个辅助决策信息系统,支撑旅客列车开行方案设计。目前,广州铁路(集团)公司试用的原型系统以追求效益为目标,强调充分利用运输资源以降低成本,围绕运力资源的配置和管理,主体功能有以下几个模块。

5.1客流预测及方案策划

客流预测及方案策划模块融合市场调查、客流预测和成本效益分析,通过分析客流历史数据,结合12306网站、客票系统、电话订票系统、十八点系统等方面获取的客流调查数据,进行综合预测,选择管内车站运能供需矛盾突出的区域和方向,提出旅客列车开行建议方案。通过对建议方案进行成本测算和效益评估,比选确定效益较好的方案。同时,对已开行的旅客列车计算盈亏平衡点(收入率、上座率)和盈利水平,提出停开建议。

客运处把旅客列车开行方案(包括始发站、终到站、上线期等信息)提交给运输处,运输处通过统一编图软件安排可行线条,确定始发车次、始发时刻、终到时刻、沿途停靠站、担当铁路局、担当客运段、车辆库检、分界口等信息,反馈给客运处。客运处把有关数据输人系统,并根据开行径路进行盈亏分析,确认旅客列车开行的盈利情况。

运力资源配置

运力资源配置模块对线路和客车车底两大运力资源进行配置管理,其中线路资源由运输部门利用统一编图软件来进行预安排。

客车车底资源管理,对应的是车底运用交路管理。系统提供自动导入、手工编辑修改的操作界面,对客车车底及其编组进行管理。辅助安排车底交路,实现车底与列车的最优匹配,提高车底运用效率,实现效益最大化。

线路资源管理,对应的是列车上线计划管理。现有铁路客运业务,分为普速、高速列车两大部分。普速列车上线计划的定义界面,允许人工选择列车组成套跑交路,自动计算需要车底数量、交路周转时间、允许库检时间,再根据客车车底的计划编车日期,推荐选择可使用的合适车底,然后根据上线起始日期、终止日期、安排车底组数、车底上线顺序等,自动生成上线计划,并支持手工对每日的上线计划进行优化、调整,从而避免客车车底的重复安排和使用。

图1、人机交互界面

高速铁路动车组上线计划管理模块,采用类似图1的直观人机交互界面,根据车辆部门提供的上线动车组数量,通过简单的鼠标点选、双击等动作,安排动车组上线,选择某趟列车是否开行,操作简单明了,实现所见即所得式定义和输入数据。在制订方案的同时,能够实时査看动车组数量、运能、票额等统计数据的变化,还可以根据统计结果不断调整、优化开行方案,达到预期目标。

实际盈亏分析

在客流预测及方案策划阶段,提出的盈利目标,包括收入率、上座率等,需要基于实际售票情况进行盈亏分析,并把数据、经验积累下来,作为方案调整、线路安排的依据和参考。

通过对照事先预测的盈利目标和实际盈利水平,对方案策划评分。通过对多个方案的综合对比评价,促进客运产品策划水平的逐步提高。

其他功能

票额管理。通过整合票额分配管理系统中的数据,实现集团公司、站段、车站3个层面的票额统计,让各级用户査看其权限范围内的票额情况,清楚掌握集团公司始发列车、担当列车和管内车站的票额变动,为后续运力安排提供调整依据。

客调命令査询。整合TDMS中客运调度信息,实现调度命令文本内容辅助生成功能,按照自定义模板,根据列车上线计划自动生成调度命令,再传递给调度系统;自动读取调度系统中的调度命令内容,将原来专人跟踪査询的烦琐工作交给系统间流转处理,解决日常作业中枯燥地频繁跟盯、耗费大量精力的问题。

基础数据定义。实现旅客列车开行方案类别、种类、业务阶段的定义,方便区分对比;实现对旅客列车开行方案相关的铁路局、方向、地区、省市、客运段、车辆段、车辆库检地、分界口等数据,以及列车编组的车底型号等资料的定义和维护,保持与客票系统基础数据同步,有利于基于客票发售数据的综合分析。

数据统计和报表展现。基于集团公司、车站两级视角,从直通列车、管内列车,图定列车、临客列车,各方向、分界口,以及各线别等多个角度,实现集团公司担当、始发列车对数和运能统计,并利用报表门户统一发布和展现各种统计报表。

系统采用PowerBuilder开发数据输入、定义操作客户端,以SQLServer作为数据平台,利用其数据库自带的集成服务作为ETL数据整合引擎,利用其自带的分析服务作为OLAP分析引擎,支持多维立方,为日后大数据分析、数据挖掘预留了技术扩充能力。数据分析的前端展现工具采用BO和Excel,信息发布和报表门户采用Sharepoint。

6结束语

全国性高速铁路网形成,对社会生活习惯改变很大,旅客快速出行的需求给客运市场带来很多变化。应加快推进和完善铁路旅客列车开行方案设计支撑系统的建设,尽快实现旅客列车产品的开发设计自动化、智能化,提高客运管理水平,满足营销工作需求,适应铁路改革和发展的需要。

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