高速铁路网络通过能力综合利用理论与方法研究

The research of traditional railway transportation capacity is based on the ordinary speed railway. In the operation practice of high-speed railway network, it shows that the theories and methods of the current capability are needed to be extended and perfected. On the one hand, the renewal of technical equipment and the change of transport organization require all kinds of factors to be refined, standardized and omnidirectional. On the other hand, the hierarchical and spatio-temporal characteristics of passenger flow on the high-speed railway provide a personalized demand for the rapid, comfortable and reliable mobility. The utilization of railway carrying capacity needs to be converted from improving potentials and strengthening capacity to enhancing quality and increasing efficiency, and the research perspective should be extended from local zones to global network. On the purpose of enhancing the utilization level of high-speed railway capacity, the project focus on four key scientific problems: (1) mechanism and quantitative relationship of capacity factors in the high-speed railway network under the influence of large-scale complex factors; (2) the dynamic supply and demand adaptation of capacity which is compatible to the characteristics of China's high-speed railway network; (3) characteristics and dynamic evolution mechanism of railway network capacity; (4) spatio-temporal distribution evolution of high-speed railway network carrying capacity considering the change of demand and the characteristics of transportation resource layout. This project researches the following parts: detection-positioning-assessment method in the bottleneck of high-speed railway network carrying capacity, the technology of matching and optimization configuration for point and line capability, the refinement adaptability analysis between supply of capacity and demand of passenger flow, and other key technologies like enhancing capacity and improving comprehensive performance. The study forms the theory and method system of comprehensive utilization on high-speed railway network carrying capacity.

传统铁路运输能力研究是以普速铁路为对象和基础的，高速铁路成网运营实践表明现有的能力理论与方法亟需扩充完善。一方面技术设备的更新、运输组织的变化要求能力各类要素向精细化、标准化、立体化发展，另一方面高铁客流的层次、时空特性对全程出行的快速、舒适提出了个性需求，能力利用需由挖潜扩能向提质增效转移，研究视角应由单一点线向全局网络扩展。本项目以提升高速铁路运力利用水平为目标，围绕大规模复杂影响因素下通过能力要素作用机理与定量关系，适应中国高速铁路网络运营特征的通过能力动态供需适应关系，网络能力利用特征及动态演化机理,以及考虑需求变化与运力资源布局特征的网络通过能力时空分布演化规律四个关键科学问题展开研究，研究高速铁路网络通过能力瓶颈快速甄别-定位-评估方法、能力要素匹配与优化配置技术、能力供给与客流多元需求适应性分析、能力加强与综合效能提升等关键技术，形成高铁网络能力利用理论与方法体系。

以“强基达标、提质增效”为发展目标和实际需要的高铁运营，其网络通过能力的理论与方法亟需创新和突破，项目从高速铁路网络通过能力的计算理论、供需匹配、利用优化、效能提升方面开展研究，以达到合理利用高速铁路网络通过能力，提升运输服务质量和效率，完善铁路运输领域能力理论基础研究的目的。. 项目围绕大规模复杂影响因素下通过能力要素作用机理与定量关系，适应中国高速铁路网络运营特征的通过能力动态供需适应关系，网络能力利用特征及动态演化机理，以及考虑需求变化与运力资源布局特征的网络通过能力时空分布演化规律四个关键科学问题,取得系列理论与应用成果。包括：1）研究了成网条件下高速铁路通过能力要素间的耦合、递阶等作用关系，提出了运营大数据支撑下的高速铁路网络通过能力计算理论；2）提出高速铁路网络通过能力供需动态适应性理论构架，解决复杂乘客需求下的高速铁路运输资源配置优化和需求反馈调整问题；3）搭建高速铁路网络通过能力瓶颈识别、转移、消解与协调优化技术体系，解决网络运营条件下的各类运行组织行为的能力利用优化问题；4）完成了高速铁路需求演化规律分析，探索运输资源布局优化方法，实现能力加强的相关关键技术； 5）将本研究形成的通过能力计算、供需匹配分析、网络能力瓶颈识别和能力加强方法进行整合并研发高铁线路能力计算管理系统和京沪高速铁路网络能力利用评估与优化系统；研究成果以我国实际已建成的高速铁路网络（京沪高铁沪宁段）为案例背景展开实证研究。. 项目主要研究内容在国内外期刊和会议上发表和录用论文57篇，其中Sci检索论文21篇，Ei期刊及会议论文近30篇；申请专利6项（已授权2项），软著8项，出版专著2部，开发软件系统2项（在上海铁路局完成应用示范），培养博士生21名（毕业12名，在读9名），硕士生66名（毕业48名，在读18名）。