【正定机场空铁联运方案调整的案例探析（论文）4900字】

正定机场空铁联运方案调整的案例分析目录TOC\o"1-2"\h\u7458正定机场空铁联运方案调整的案例分析 1111891.1正定机场空铁联运概述 1212581.1.1京广高速铁路概述 131491.1.2正定机场概述 265121.2正定机场站列车运行图优化 3131121.2.1案例设置与数据输入 378041.2.2模型求解 6323301.3结果分析 7224611.3.1空铁联运指标 719831.3.2列车运行图指标 11正定机场空铁联运概述京广高速铁路概述京广铁路是连接中国北京市和广州市的高速铁路，是世界上运营里程最长的高速铁路，也是世界上最繁忙的高铁线路之一。线路呈南北走向，经过北京市与河北、河南、湖北、湖南、广东5省，全长2298公里，设计速度350km/h，共有37个车站，具体如图5-1所示。图5-1京广高铁线路图根据前文空铁联运分析，高速铁路作为航空网络“支线航班”吸引的空铁联运旅客旅行时间不长，出行距离较短。因此本文以石家庄正定机场作为算例分析仅考虑京广高铁北京西至郑州东区段，包括北京西、涿州东、高碑店东、保定东、定州东、正定机场、石家庄、高邑西、邢台东、邯郸东、安阳东、鹤壁东、新乡东、郑州东共14个车站，其中北京西、石家庄、邯郸东、安阳东、郑州东可办理列车始发终到作业。正定机场概述正定机场坐落于河北省石家庄市内，具体位于正定县，机场距离石家庄主城区32公里，距离北京市中心253公里，距离京广高铁的正定机场站3.4公里。从北京西站至正定机场站乘坐高铁列车最快需要63分钟，从石家庄站至正定机场站乘坐高铁列车最快需要14分钟，从邯郸东站至正定机场站乘坐高铁列车最快需要55分钟。石家庄正定机场空铁联运换乘模式属于“1+1”换乘模式，在空铁联运客运枢纽内正定机场站与航站楼分开但相隔不远，正定机场开通了航站楼至高铁车站间的免费往返摆渡车，车程仅需5分钟。机场与铁路换乘设施便捷高效，可以满足空铁联运旅客出行需求。目前正定机场旅客客流量与空铁联运人数增长较快，作为空铁联运枢纽具有较大的发展潜力，2016年正定机场空铁联运旅客近50万人次，2018年空铁联运旅客突破100万人次，空铁联运人数近年来迅速增长，截止2019年占机场总客流量的近10%。图5-2为正定机场旅客吞吐量及空铁联运人数。图5-2正定机场旅客吞吐量及空铁联运人数示意图正定机场站列车运行图优化案例设置与数据输入本案例基于2021年京广高速铁路实际运行图与2021年正定机场航班时刻表这一真实背景，设置优化策略，验证基于空铁联运列车运行图模型对原有运行图的调整程度及对空铁联运服务质量的改善程度。本文数据选取2021年夏季京广高速铁路实际执行时刻表与2021年3月-10月正定机场航班时刻表作为分析对象，具体研究通过京广高速铁路北京西至郑州东区段283趟列车与正定机场进出港255班航班，具体参数如下：（1）线路基本参数京广高速铁路设计最高时速为350km/h，全线为双线铁路。根据2021年京广高速铁路列车时刻表的实际情况，结合列车运营速度（300km/h）、区间里程距离，推算出列车在各区间的运行时分，北京西至郑州东共包含14个车站，具体可分为13个区间进行数据分析，如表5-1所示。表5-1区间里程及列车运行时分序号区间区间里程（km）区间运行时分（min）1郑州东-新乡东67132新乡东-鹤壁东64123鹤壁东-安阳东4694安阳东-邯郸东60125邯郸东-邢台东53116邢台东-高邑西71147高邑西-石家庄51108石家庄-正定机场3779正定机场-定州东439序号区间区间里程（km）区间运行时分（min）10定州东-保定东621211保定东-高碑店东551112高碑店东-涿州东22513涿州东-北京西6212（2）模型技术参数根据第四章提出的列车运行图调整模型及列车运行图编制原则，参考旅客换乘接续规律与收集整理的现实数据，合理拟定模型相关技术参数，并根据实际列车时刻表，确定列车在各站停站时间上限与停站时间下限，如表5-2所示。表5-2模型技术参数及车站停站时间模型参数取值模型参数取值列车起车附加时分2min到港航班旅客换乘时间上限120min列车停车附加时分3min到港航班旅客换乘时间下限60min列车全程被越行次数上限4次出港航班旅客换乘时间上限180min列车安全间隔时间3min出港航班旅客换乘时间下限70min单组动车组接续时间标准12min列车停站时间上限20min重联动车组接续时间标准18min列车停站时间下限2min空铁联运旅客占比10%列车总停站次数是参考现有列车时刻表实际运行情况的最大值合理确定，对于列车在各区段总停站时间取实际运行图中列车区段停站时间最大值。区段内个中间站可视为小站，最短停站时间需要满足旅客上下车需要，根据实际运行取值2min，对于区段站部分列车需要办理技术作业，停站时间会比中间站长，根据实际运据行图数列车停站时间上限取值20min。停站时间过长会导致列车旅行速度降低，影响铁路运输效率，而列车停站时间过短则无法满足列车停站作业时间基本需求。不同区段内列车停站次数与时间如表5-3所示。表5-3各区段停站次数与时间序号区段停站次数上限（次）1郑州东-北京西102郑州东-石家庄73郑州东-邯郸东54郑州东-安阳东35安阳东-北京西66邯郸东-石家庄27邯郸东-北京西98石家庄-北京西6（3）航班参数由于我国高速铁路采用矩形维修天窗，高铁列车需要在0:00至6:00天窗时间内检修保证行车安全，因此列车从始发站出发到达机场高铁站的时间不会过早或过晚，能够接续的航班时间范围有限。根据出港、到港航班旅客换乘时间，考虑列车运行图的实际情况，保证空铁联运换乘接续的可行性，本文选择出发时间在9:00—24:00间的124趟出港航班和到达时间在7:00—21:00间的131趟到港航班作为案例研究对象。模型求解基于前文提出列车运行图调整模型，确定模型为混合整数规划问题，本节用lingo11.0软件对模型进行求解，具体求解流程如下：（1）对原列车运行图空铁联运旅客接续换算人数进行求解，根据京广高速铁路运行图确定每班列车与进出港航班的接续关系，即确定模型中Sim与Sio01变量取值，计算单次航班接续率，根据模型参数设定，空铁联运旅客人数取单次航班容量的10%，并且乘以单次航班每周开行频率，最后将进出港航班进行累加最终确定原列车运行图总空铁联运旅客换算接续率。计算得出原列车运行图总航班接续率为665次，空铁联运旅客换算人数为1（2）确定算例具体目标函数，描述调整后航班与列车接续关系的Sim与Sio为01决策变量。根据2021年京广高速铁路运行图确定列车集合T与车站集合N，其中N包含北京西至郑州东共14个车站；根据2021年正定机场航班时刻表确定进出港航班集合P与AP，其中P包含137趟航班，AP包含1（3）确定具体约束条件，对于模型中极大值M取值为10000，保证约束条件的有效性。确定列车与车站集合与集体参数，输入模型与数据如：dik−aik≥dwellmin∗stopdik−aik≤dwellmax∗stop对于停站时间约束确定14个站，包括北京西、涿州东、高碑店东、保定东、定州东、正定机场、石家庄、高邑西、邢台东、邯郸东、安阳东、鹤壁东、新乡东、郑州东。然后分别对列车遍历。k∈Nidik−k∈Nistop对于总停站次数，遍历每班列车在8个区段的运行条件，包括郑州东-北京西、郑州东-石家庄、郑州东-邯郸东、郑州东-安阳东、安阳东-北京西、邯郸东-石家庄、邯郸东-北京西、石家庄-北京西。（4）通过lingo进行求解，得出最优解的目标函数取值，调整后每班列车在14个站的出发到达时间，列车在车站的停站逻辑，列车与航班的接续关系，从而完成对列车运行图的调整。调整后列车运行图总航班接续率为864次，总空铁联运旅客换算人数为1866.2千人次。结果分析根据列车运行图调整模型计算结果，对原列车运行图与现有列车运行图进行对比分析，从列车运行指标与空铁联运指标分别进行对比。空铁联运指标基于空铁联运列车运行图调整的主要目标是提高空铁联运服务质量，航班接续率越高，空铁联运换算人数越大，换乘时间越短，旅客空铁联运体验越好，对于运输部门可以吸引更多的旅客。（1）航班接续率与空铁联运接续换算人数根据模型分别求解出运行图调整前后航班接续率（次）与空铁联运接续换算人数（千人次）。图5-3列车运行图调整前后航班接续率与空铁联运接续人数对比通过图5-3进行分析，列车运行图调整后航班总接续率与空铁联运接续换算人数都有显著提升，不仅提高航班与列车接续的次数，同时提升了空铁联运旅客的服务次数。根据数据分析，列车运行图调整后，总航班接续率提高了29.9%，空铁联运接续换算人数提高了27.6%，总体达到基于空铁联运列车运行图优化的目标。（2）停站列车与航班接续关系对运行图调整前后列车与航班接续关系进行统计，对比停站列车调整前后的接续航班数量变化情况如表5-4所示表5-4停站列车航班接续情况车次始发站终到站原接续航班数接续航班数增加接续航班数G67北京西广州南17181G308成都东北京西30333G507北京西汉口11110G527北京西武汉19201G528武汉北京西23252G556宜昌东北京西34395G571北京西重庆西31321G604太原南北京西39390G615北京西太原南28302G624太原南北京西22242G627北京西运城北21210G629北京西太原南31332G871北京西银川站27325G1563北京西郑州东31321G1575北京西南阳东30322G6703北京西石家庄12120G6706石家庄北京西14151G6710石家庄北京西25294G6734邯郸东北京西19223G6735北京西邯郸东40400G6736邯郸东北京西25305G8954石家庄北京西23274G9898邯郸东北京西17181D2002临汾西北京西19212D2004运城北北京西10100G366武汉天津西16182G1264郑州东齐齐哈尔南16193G1284沈阳北成都东18180G2626武汉大连北18246G6292邯郸东天津西26260G6293天津西石家庄28302G6728秦皇岛邯郸东21221根据表5-4分析可知，通过调整停站列车在正定机场站的到达出发时间，对于大部分在正定机场站停站的列车都增加了接续航班数量，验证了列车运行图调整模型的具体作用。（3）正定机场空铁联运接续列车时刻表通过基于空铁联运列车运行图调整优化模型计算对正定机场列车时刻表进行调整，使正定机场站列车时刻表与正定机场航班时刻表协调配合，列车与航班接续更顺畅，在正定机场停站的列车可以接续更多的航班。经过调整的正定机场站列车时刻表能够提高空铁联运旅客出行质量，其中在原有运行图基础上调整了列车停站方案，使G6701次和G587次列车在正定机场站停车。具体正定机场站列车时刻表调整方案如表5-5所示。表5-5正定机场站列车时刻表调整方案车次始发站终到站原到站时间到站时间原出站时间出站时间G67北京西广州南13:2313:2513:2513:27G308成都东北京西19:1919:1719:2119:19G507北京西汉口7:467:467:527:52G527北京西武汉19:1719:1519:1919:17G528武汉北京西22:1322:1522:1922:19G556宜昌东北京西15:3715:3515:4015:40G571北京西重庆西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北京西运城北9:159:159:179:17G629北京西太原南20:4020:4220:4220:44G871北京西银川站15:0715:1015:1915:19G1563北京西郑州东18:4618:4418:4818:48G1575北京西南阳东14:5214:5414:5815:00G6703北京西石家庄14:0614:0614:0914:09G6706石家庄北京西7:447:437:467:46G6710石家庄北京西21:0421:0421:0621:07G6734邯郸东北京西10:4910:4710:5110:51G6735北京西邯郸东21:5621:5521:5821:58G6736邯郸东北京西17:5717:5717:5917:59G8954石家庄北京西7:007:007:077:08G9898邯郸东北京西14:4514:4714:4714:49D2002临汾西北京西11:1711:1511:2911:26D2004运城北北京西13:0413:0413:1113:11G366武汉天津西18:4618:4818:4818:51G1264郑州东齐齐哈尔南10:3610:3310:3810:38G1284沈阳北成都东13:0313:0313:0513:05G2626武汉大连北12:0