[发明专利]一种多列车差异化定价策略优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种多列车差异化定价策略优化方法及系统，该方法包括：步骤S1，利用历史售票数据，分析旅客出行需求的时变特征；步骤S2，采用多项Logit模型描述不同出发时段的旅客在差异化定价的多趟列车之间的选择行为，得到分时段出行选择模型；步骤S3，考虑旅客的出行选择受列车运输能力的限制，设计考虑能力约束的客流分配方法，结合该Logit模型，将旅客时变需求分配到具有能力约束的列车上，获得每趟列车上的旅客需求；步骤S4，构建城际高速铁路双层多列车差异化定价优化模型，以客票收入最大化为目标，采用步骤S3的客流分配方法对多列车票价方案进行评估，计算优化目标，依据优化目标对多列车票价方案进行优化调整。

技术领域

本发明涉及一种城际高速铁路多列车差异化定价优化方法及系统，特别是涉及一种考虑时变需求和能力约束下旅客选择行为的多列车差异化定价策略优化方法及系统。

背景技术

近些年，随着高速铁路的快速发展，越来越多的学者开始关注铁路运输行业的收益管理问题研究。但是鉴于实际问题的复杂性和求解难度，多数学者只研究了一趟列车的票价优化问题。通常采用离散选择模型分析旅客的选择行为。

Zhang和Ma等研究了高速铁路列车团体票的定价问题，但只考虑一趟车的始发终到站之间的旅客需求，限制了模型的应用范围。Riss和等人阐述了旅客选择行为建模在铁路收益管理中的重要作用，针对法国高速铁路的收益管理问题在单趟列车上进行了实验分析。Zheng和Liu针对中国高速铁路列车的票价优化问题进行了研究，设计了单趟列车在预售期内的票价优化方法，将优化模型设计为凸规划，采用拉格朗日乘子和KKT条件对模型进行求解。Hetrakul和Cirillo研究了铁路列车的票价浮动和席位分配的综合优化问题，该方法单独计算每趟列车的收益最大化问题，采用潜隐层次模型描述旅客对购票时间的出行选择行为，应用软件LINGO 12.0进行求解。

也有一些学者研究了多趟列车的票价优化问题。Qin和Zeng等人研究了预售期内高速铁路多列车票价浮动和席位分配的综合优化方法，采用多项logit模型描述旅客在多趟列车之间的选择行为，算例对4趟列车进行了优化计算，采用人工蜂群算法求解，但其模型参数直接给定，且没有考虑票价对旅客购票时间选择的影响，缺乏合理依据；Hu和Shi等人研究了类似的问题，并设计了一个大规模的算例进行分析，但求解质量高度依赖初始解，无法确定算法的全局收敛性。

以上的这些研究中都没有考虑旅客的时变需求。旅客需求是收益管理中的基础环节，研究者可以基于历史售票数据预测获知旅客的出行需求关于相关影响因素的分布，例如票价和购票时间等，假设旅客的出行需求具有随机性，符合泊松分布等。实际上，在列车时刻表优化，列车开行方案的优化和客流分配方法的设计等问题中，一些学者已经考虑了旅客的时变需求。但是在列车票价优化问题中，时变需求还没有得到充分的研究。

综上所述，目前关于铁路列车的票价优化现状总结如下：(1)较多学者集中于研究单趟列车的票价优化问题，对于多趟列车的差异化定价优化问题缺少研究；(2)旅客需求通常表示为关于票价的弹性需求以及预售期内的随机需求等，而对于不同出发时段的旅客需求波动特征缺少研究；(3)通对于大规模的多趟列车票价优化问题，求解算法的收敛稳定性和计算效率还有待提高。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种多列车差异化定价策略优化方法及系统，通过考虑时变需求和能力约束下旅客选择行为实现城际高速铁路多列车差异化定价优化的目的。

为达上述及其它目的，本发明提出一种多列车差异化定价策略优化方法，包括如下步骤：

步骤S1，利用历史售票数据，分析旅客出行需求的时变特征；

步骤S2，采用多项Logit模型描述不同出发时段的旅客在差异化定价的多趟列车之间的选择行为，得到分时段出行选择模型；