《中国科技人才》杂志期刊论文发表-列车开行方案评价研究 摘 要：旅客列车开行方案作为编制列车时刻表和运行图的基础，在很大程度上体现了运输产品的质量和结构，同时反映了铁路旅客运输的经营策略和服务水平。合理的开行方案能够提高铁路运输企业的经营效果和运输效益，体现铁路旅客运输的市场竞争力。因此，对旅客列车开行方案的评价研究也就成为市场经济条件下，考察铁路运输企业经营效果势在必行的工作。 关键词：旅客列车开行方案　评价　指标体系　主成分分析 1 绪　　论 1.1 国内外发展状况 1.1.1 国内研究发展现状 为了提高、增强铁路客运与其他旅客运输方式的竞争力，国内的很多专家学者对当前铁路客运形势进行具体分析，并提出了很多好的建议和策略。 在铁路客运服务方面，贾晓燕、张涛在文章《改进铁路旅客列车服务质量的研究》[1]中提出，在全球日益关注节能、环保、低碳排放的背景下，铁路作为环保的运输方式，迎来了新一轮快速发展的大好时机，成为各国大力发展的运输方式。 而在铁路旅客列车开行评价方面，陶思宇、查伟雄在《旅客列车开行方案经济效益的评价方法》[2]中通过对旅客列车开行方案的经济效益影响因素的分析，提出了旅客列车开行方案经济效益评价的计算方法，在付费制度条件下，该方法可以便捷地计算出旅客列车在单程全程满员状况下的收入、成本、盈亏状况、保本上座率等指标，并与铁路旅客运输清算系统相结合，计算分析每趟开行列车的盈亏状况，为铁路旅客运输市场化经营改革和发展提供良好的决策支持服务。 侯海永在《旅客列车开行综合效益分析与评价》[3]中分析了我国旅客列车社会效益的宏观性、区域性、间接性和隐蔽性等特点。 左大杰、王慈光、陈韬在《铁路旅客列车开行方案问题的研究综述》[4]中对铁路旅客列车开行方案优化问题及国内外研究现状归纳分析。 邓连波、史峰在《旅客列车开行方案评价指标体系》[5]中写到旅客列车开行方案评价指标体系是评价和优化开行方案的基础。 1.1.2 国外研究发展现状 相对于国内，在国外专门研究旅客列车开行方案评价方面的文献并不多见。美国于20世纪70年代将投入产出分析法用于港口的效益分析中[6]。收益管理法是美国航空公司在20世纪80年代提出的一种以经济效益最大化为目标的方法[7]。作业成本法也在此时于美国问世，显示了其在新的市场条件下和新的技术条件下对企业的重要价值。在成本和效益方面，19％年美国哈佛大学曾经研究过成本和利润分析以及模糊决策，文中提出层次分析法的应用模型[8]。加拿大学者Tae Hoon Oum和Chunyan.Yu在1998年提出运营APC（American Productivity Center）模型来分析世界上22条主要航线的收益情况[9]。比利时的Bart Lariviere和Dirk Van den Poel曾经利用随机群和衰退群技术对效益率进行研究[10]。加拿大William C.Wedley等人分析了AHP法在效益和成本比率的应用过程并提出传统AHP法的应用缺点，并对AHP法进行了改进和调整[11]。 2 旅客列车开行方案概述 2.1 旅客列车开行方案的概念 为满足旅客的旅行要求，方便旅客出行，铁路客运部门要在编制客流计划的基础上，确定适当的旅客列车开行数量、种类、运行区段，合适的列车始发、终到和通过沿途各主要站的时间，并考虑列车合理的停车站和较快的直通速度。只有正确的组织各种旅客列车的运行，才能安全、迅速、准确、便利、舒适地输送旅客到达目的地。同时，也才能经济、合理地使用客运机车车辆和各种技术设备。 旅客列车开行方案是铁路客运组织的核心，它应较好地反映铁路客运运输的经营策略和服务质量水平，好的开行方案能够提高铁路旅客运输的经营效果和效益，尤其是在市场经济条件下，旅客列车开行方案还是与其他运输方式竞争实力的体现。 旅客列车开行方案不仅与客流量大小有关，还与客流成分及旅客出行特点有关。 2.2 旅客列车开行方案的主要要素 旅客列车开行方案的要素主要包括以下几方面： （1）列车的运行区段 （2）列车的种类 （3）列车的开行对数 （4）列车的停站方案 2.3 旅客列车开行方案的制定原则 旅客列车开行方案确定得是否合理，是铁路旅客运输产品质量优劣的基本保证，它既要反映客运市场的需求，适应各客流区段上的客流密度，又要使客运设备得到经济合理的利用，有利于增强铁路客运市场的竞争力。旅客列车的运行区段和开放对数，基本上取决于客流计划。按流开车，这是确定旅客列车开行方案首要的和基本的原则。 确定旅客列车的开行方案，除了客流的条件之外，还需考虑客运设备的配置条件。为了进行旅客列车车底的整备作业，旅客列车的始发站和终到站应选择有客车整备所的车站。为了办理机车的折返作业，列车运行区段的两端站应为机务段所在站。在活动设备方面，要求配属的机务段和客车车辆段提供足够数量的客运机车和客运车辆。只有在技术设备上具备了这些条件，开行方案才是切实可行的。 2.4 旅客列车开行方案的编制方法 直通旅客列车的运行区段应根据列车始发站与终到站之间的直通客流量确定。跨局列车的直通客流需达到一定数量时报部审批方可开行。国铁集团颁发的《铁路旅客运输管理规程》规定，开行跨越两个铁路局的直通旅客列车其直通客流量不少于600人，跨三局的不少于500人，跨四局及其以上的不少于400人。 在此基础上，先按贯穿整个方向各客流区段的最小客流密度安排开车，也就是说，为了最大限度地以直达运输吸引直通客流，一般将一个铁路方向的两端站定为旅客列车的始发站和终到站。然后再将客流密度变化幅度较大的站间定为较短的旅客列车运行区段。 在直通旅客列车开行方案确定之后，根据管内及市郊客流区段密度的特点确定管内及市郊列车的开行方案。市郊列车主要是安排好在早晚两个高峰时间内开行的列车数，以适应职工通勤、学生通学的实际需要。市郊列车的运行区段，考虑到市郊客流递远递减的特点，还可以划分成几个地段，组织市郊地段运输。 季节性旅游列车的开行，可根据需要，在通过能力、机车车辆等条件允许的情况下确定。 确定了直通旅客列车的开行方案后，应将未能列入方案的剩余直通客流并入管内客流，用同样原理确定管内旅客列车的开行方案。 对于不足每日开行一列的直通旅客列车或国际列车，可采用隔日开行或定期开行（如每周两次）的方式，以经济合理地使用铁路机车车辆和通过能力。 如直通旅客列车在运行全程的部分区段上出现列车虚糜情况下，可在能力有余区段适当增加列车停站次数，以吸收部分管内客流，在超员区段则可采用加挂回转车的办法解决，即往程在指定站摘下，返程再挂上，该回转车组（1至3辆客车）只在指定的超员区段上加挂往返运行。 在实际工作中，每次编制运行图时，并不是都重新确定旅客列车的开行方案，一般是以现行运行图中已经开行的旅客列车为基础。根据计划客流，确定加开的、由低等级改高等级的、短变长的旅客列车，综合形成一个新的旅客列车开行方案。 3 旅客列车开行方案评价的指标体系 3.1 旅客列车开行方案评价指标体系的构建原则 评价指标体系的建立是综合评价的基础，为了使建立的评价指标体系能满足评价目标的需要，通常要求系统评价工作者建立评价指标体系时要遵守客观性原则、科学性原则、系统性原则、可操作性原则和可比性原则。为了能更形象地表达和理解上述原则，本文结合旅客列车开行方案评价指标体系的建立来阐述各原则。 （l）客观性原则 （2）科学性原则 （3）系统性原则 （4）可操作性原则 （5）可比性原则 3.2 旅客列车开行方案评价指标体系 由于运输能力的限制，我国既有列车开行方案的评价研究主要考虑周转量、列车速度、机车车辆运用等方面的指标，且各评价指标间基本独立，未能从列车开行方案所涉及的各方面构造一个行之有效的、综合的开行方案评价指标体系，以全面地评价列车开行方案优劣。旅客列车开行方案的评价指标体系应该具有以下两方面的特点： 根据在能力紧张阶段，旅客列车开行方案相对注重生产性指标的完成情况，主要体现在旅客运输量、机车车辆利用效率等方面。能力富余阶段，旅客列车开行方案更加注重经营性和服务性指标的考察，主要表现在客运企业盈利情况、列车服务水平以及市场竞争力等方面。 建立针对开行方案评价的指标体系如下表所示： 类别 方案指标 旅 客 列 车 开 行 方 案 评 价 指 标 体 系 运输量 旅客发送人数 旅客运送人数 旅客平均运程 旅客周转量 车底运用 车底周转时间 车底运转时间 列车走行公里 车底需求数 速 度 列车平均旅行速度 列车平均技术速度 列车直达速度 经济效益 列车运营成本 列车运营收入 列车运营收益 列车保本上座率 旅客因素 旅客票价支出 旅客乘车时间 服务质量 列车服务满意度 旅客直达比例 列车舒适度 市场竞争力 列车发到时刻 列车停站次数 列车正点率 该指标体系中多数指标在铁路旅客售票系统、列车到发通告系统、设备管理信息系统等的支持下，可以从给定开行方案列车样本中计算取得，其中关于服务质量的若干定性指标可通过列车满意度调查的相关数据将其定量化。所有均具可获性，能够有效评价旅客列车开行方案的运营效果，为开行方案的优化提供支持。 4 旅客列车开行方案的评价实例 4.1 主成分分析法的计算步骤 旅客列车开行方案的评价指标体系是一个多指标的评价体系， 需要采用一定的量化手段， 进行综合评定。主要方法有主成分分析法[12] 、模糊评判法、层次分析法、Delphi 法等[13] 。其中主成分分析方法避免了其他方法选取权重时的主观因素干扰， 具有较好的分析效果。本文采用主成分分析方法对开行方案进行评价。 综合评价的焦点正是如何科学、客观地将一个多目标问题综合成一个单指标形式，因此，主成分分析法是一种较好的评价方法。 主成分分析法应用到旅客列车开行方案评价中的具体步骤如下： （1）指标体系的建立和数据的采集 建立客观的评价指标体系，依据该指标体系选取能够获得的数据指标，从而形成m维随机向量的n个样品列出观察资料矩阵。 （2）原始数据预处理 根据指标数据得知，指标数据中并没有包含全部的评价指标，因此需要先对原始数据进行转化。这就需对它们进行标准化处理，即将各种不同量纲的指标转化为同量纲的指标。 （3）指标一致化 在综合评价指标体系中，各个指标对综合评价的影响方向不同。有些指标数值越大，表明在这一领域发展水平越高，该种指标被称为正指标。相反，有些指标数值越大，表明其发展水平越低，叫做逆指标。还有一种指标数值既不应过大，也不应过小，而是有一个适度点，叫做适度指标[14]。它们的无量纲处理模型如下所示： ①正指标的无量纲处理模型： ②逆指标的无量纲处理模型： ③适度指标的无量纲处理模型： 其中：rj：第j项评价指标无量纲化后的值； xj：第j项评价指标的原始值； xjmax：第j项评价指标的最大可能值； xjmod：第j项评价指标的最适度值； xjmin：第j项评价指标的最小可能值； 指标数据标准化处理 本文拟采用Z－Score法对数据进行标准化处理。 采用公式： 其中i=1，2，…n；j=1，2，…p；得到标准化后的矩阵X （4）运用主成分分析法进行综合评价 ①计算相关矩阵R： ②计算特征值 解特征方程得到p个非负特征值，设其特定值从大到小排列为： ③计算累计方差贡献率 称 为前i个主成分的累计贡献率。当累计贡献率≥85％时，选这前i个主成分基本就能满足要求，因为它们的方差之和已占全部方差的85％以上。 ④提取主成分 运用对应于特征值兄的特征向量计算出的载荷L，提取主成分。 （5）计算综合评价值 将主成分载荷矩阵中的数据除以主成分相对应的特征值开平方根便得到每个主成分中每个指标所对应的系数，即特征向量，再将得到的特征向量与标准化后的数据相乘，就可以得出主成分表达式。以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重计算主成分综合模型。根据主成分综合模型即可计算综合主成分值，并对其按综合主成分值进行排序，即可得到评价对象的排序。 4.2 评价实例 （一）建立主成分分析的样本数据矩阵 各指标基础数据建立。 （二）用SPSS软件进行主成分分析 ①计算特征值的累计方差贡献率，可以看出特征值大于1的主成分有2个，因此提取2个主成分设为F1、F2。 ②主成分分析 从初始因子载荷矩阵可以看出： 第一主成分F1中，旅客运送人数、旅客平均运程、旅客周转量、车底周转时间、列车走行公里、车底需求数、列车平均旅行速度、列车平均技术速度、列车直达速度、列车运营成本、列车运营收入、列车运营收益、列车保本上座率、旅客票价支出、旅客直达比例、列车舒适度占有较高载荷，说明第一主成分基本反映了这些信息； 第二主成分F2中，旅客发送人数、旅客运送人数、车底运转时间、列车走行公里、车底需求数、列车运营收益、旅客乘车时间、列车到发时刻占有较高载荷； 以上二个主成分可以覆盖指标体系包含的所有内容。 ③计算主成分综合评价值 根据前文提到的主成分综合模型即可计算综合主成分值，并对其按综合主成分值进行排序，即可得到评价方案中a，b，c三次列车运营效果的排序。具体结果如下表所示：　 列车 F1 排名 F2 排名 F 排名 a 1.054 1 -2.336 3 0.672 2 b 0.936 2 -0.079 2 1.442 1 c -0.664 3 0.033 1 0.486 3 从上表可以看出，就以上三列车的运营情况来说，效果最好的是列车b，最差的是列车c。铁路客运企业可以从影响列车运营效果的主要指标上寻找原因，对运营效果不佳的列车进行各方面参数的调整。这样既可以优化方案的整体运营效果，又能为方案计算过程中参数的选取提供参考。 5结　　论 市场经济条件下，旅客列车开行方案的评价研究可以很好地检验铁路客运企业的经营水平和运营状况。本文充分考虑到铁路运输企业客运营销的实际情况，本着“全面性、系统性、可操作性”的原则，遵循“内容全面、突出重点、客观公正、运用性广”的基本思路，建立符合我国铁路路情的旅客列车开行方案评价体系，采用主成分分析法进行了评价实例分析。因本人能力有限，考虑和分析的问题还不够全面，构建的铁路旅客列车开行方案评价体系还存在一些不足，仍需在实践中不断地探索和逐步完善。 参考文献 [l] 贾晓燕．张涛．改进铁路旅客列车服务质量的研究[J]．铁道运输与经济．2009（31）：23－26 [2] 陶思宇．查伟雄．旅客列车开行方案经济效益的评价方法[J]．中国铁路．2005．8（42）：42－45 [3] 侯海永．旅客列车开行综合效益分析与评价[D]．西南交通大学硕士学位论文．2006 [4] 左大杰．王慈光．陈韬．铁路旅客列车开行方案问题的研究综述[J]．2009．9（32）：35－39 [5] 邓连波．史峰．旅客列车开行方案评价指标体系[J]．中国铁道科学．2006．5（27）：106－110 [6] 袁丹萍．投入产出法在港口社会效益定量分析中的运用[J]．数量经济技术经济研究．2003（3）：80－81 [7] 张振飞．刘泊．收益管理在我国铁路客运中的应用[J]．综合运输．2005（4）：22－24 [8] Kofi Kissi Dompere．Cost-benefit analysis benefit accounting and fuzzy　decisions[J]．Theoty．Fuzzy Sets and Systems．2002（92）：275－287 [9] Tae Hoon Oum．Chunyan Yu．An analysis of profitability of the world’s major airlines[J]．Journal of Air Transport 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