本书从提高高铁收益的角度出发，系统研究了多级票价体系下的席位存量控制问题。本书首先对多级票价体系下的席位存量控制问题进行剖析并构建基本模型。然后从两个角度研究基本模型的近似求解方法。其一，基于动态规划分解和仿真的方法研究席位存量动态控制优化；其二，利用随机规划模型近似描述基本模型，研究基于预订限制控制的席位存量控制优化问题。最后考虑可变编组动车组的应用，研究基于柔性容量的席位存量分配优化问题。
本书可供从事高速铁路收益管理工作的科研人员和专业技术人员学习使用。

闫振英，内蒙古呼和浩特人，工学博士，现任内蒙古大学交通运输工程学科副教授，交通运输专业学位硕士研究生导师。主要研究方向为高速铁路收益管理，近年来在该领域发表SCI／EI检索论文十余篇，并获批国家自然科学基金地区项目。

1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 收益管理理论研究现状
1.2.2 铁路收益管理理论研究现状
1.2.3 铁路客运收益管理应用实践
1.2.4 研究现状总结
1.3 研究内容及结构框架
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 结构框架
2 基于多级票价体系的席位存量控制问题分析
2.1 高速铁路运营特征分析
2.2 高速铁路收益管理的可行性分析
2.2.1 政策环境
2.2.2 技术经济特征
2.2.3 软件和硬件技术支撑
2.3 基于多级票价体系的席位存量控制理论分析
2.3.1 问题描述
2.3.2 问题分析
2.3.3 问题建模
2.3.4 模型特点
2.3.5 求解思路
2.4 本章小结
3 基于动态规划分解的高铁席位存量动态控制优化
3.1 基于资源分解的席位存量动态控制方法
3.1.1 高铁收益管理动态规划模型
3.1.2 动态控制模型的求解复杂度分析
3.1.3 两阶段席位动态控制机制
3.2 基于马尔科夫链选择模型的品类优化问题
3.2.1 马尔科夫链选择模型
3.2.2 品类优化模型
3.2.3 基于马尔科夫链选择模型的品类优化求解算法
3.3 基于最小二乘法的策略迭代算法
3.3.1 价值函数的近似
3.3.2 近似策略迭代算法
3.3.3 参数更新
3.4 仿真实验
3.4.1 实验数据
3.4.2 结果及讨论
3.5 本章小结
4 基于随机规划的高铁席位存量静态分配优化
4.1 高铁席位存量分配问题描述
4.1.1 旅客选择行为
4.1.2 随机需求
4.2 高铁席位存量随机分配模型
4.2.1 模型建立
4.2.2 模型求解
4.3 高铁席位存量控制策略
4.3.1 单阶段静态控制策略
4.3.2 多阶段动态控制策略
4.4 数值实验
4.4.1 小规模实验
4.4.2 扩大规模实验
4.4.3 控制策略仿真实验
4.5 本章小结
5 高铁席位存量分配与可变编组决策的联合优化
5.1 可变编组技术应用分析
5.1.1 可变编组的编组形式
5.1.2 可变编组的应用前景分析
5.1.3 可变编组与存量控制联合优化的意义
5.2 单列车席位存量分配与可变编组联合优化模型
5.2.1 问题描述
5.2.2 模型建立
5.2.3 粒子群求解算法
5.3 多列车席位存量分配与可变编组联合优化模型
5.3.1 问题描述
5.3.2 模型建立
5.3.3 模型求解
5.4 数值实验
5.4.1 单列车优化实验
5.4.2 多列车优化实验
5.4.3 实验总结
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要研究工作及结论
6.2 主要创新点
6.3 研究展望
参考文献

随着我国高速铁路的
建设和发展，高铁已成为
我国主要的旅客运输方式
。但是，高铁建设投入大
，运营成本高，许多高铁
线路处于亏损状态。如何
优化运营收益以保证高铁
可持续发展成为高铁发展
亟待解决的问题，因此高
铁收益管理成为国内的研
究热点。高铁客票不再是
以固定费率、单一形式的
价格出售，多级动态票价
体系即将逐步实施。面向
固定票价的席位存量控制
理论和方法将不能满足多
级票价体系下的存量控制
需求。在此背景下，本书
从提高高铁收益的角度出
发，对多级票价体系下的
席位存量控制问题进行了
系统的研究。
本书首先对多级票价
体系下的席位存量控制问
题进行剖析并构建基本模
型。然后从两个角度研究
基本模型的近似求解方法
。其一，基于动态规划分
解和仿真的方法研究席位
存量动态控制优化；其二
，利用随机规划模型近似
描述基本模型，研究基于
预订限制控制的席位存量
控制优化问题。最后考虑
可变编组动车组的应用，
研究基于柔性容量的席位
存量分配优化问题。主要
的研究工作及结论如下：
(1)基于多级票价体系
的席位存量控制问题的理
论分析和基本模型构建。
首先，分析我国高铁运营
特征，从政策环境、技术
经济特征和软硬件技术支
撑等几个角度分析实施收
益管理的可行性。其次，
从供需平衡的理论出发，
分析多级票价体系下的席
位存量控制问题。最后，
考虑旅客购票选择行为，
对基于多级票价体系的席
位存量控制问题建立动态
规划基本模型，根据模型
特点指出近似求解和获得
控制策略的思路，为后续
研究奠定理论基础。
(2)基于动态规划分解
的席位动态控制优化方法
研究。本书采用动态规划
分解和仿真的方法近似求
解席位存量控制基本模型
，将基于最小二乘法的策
略迭代算法与基于马尔科
夫链选择模型的品类优化
算法相结合，提出席位动
态控制模型的近似求解算
法和实时控制策略的生成
算法，并设计仿真实验验
证了算法和控制策略的司
行性和有效性。
(3)基于随机规划的多
级票价体系下高铁席位存
量分配模型和控制策略仿
真研究。首先，本书采用
随机规划的方法研究席位
存量控制问题，利用高铁
运输市场中旅客的选择行
为对随机需求进行细分，
构建与基本模型近似的席
位存量分配模型，然后将
其转化为等价的线性规划
模型并利用ILOG CPLEX
快速求解。其次，基于最
优分配结果，生成单阶段
静态预订限制控制策略和
多阶段动态预订限制控制
策略，并设计仿真算法对
比研究两种控制策略的性
能。最后，通过数值实验
验证了模型和控制策略的
有效性。
(4)基于可变编组的高
铁席位存量控制优化研究
。可变编组技术使得高铁
列车可通过调节编组方案
获得一定的席位容量柔性
。本书分别针对单列车和
多列车的情形，建立可变
编组与席位存量分配的联
合优化模型，并给出相应
的求解方法。数值实验表
明收益管理和灵活编组的
联合优化可提高期望利润
。当需求强度较低时，灵
活编组有助于供需匹配，
通过减少运营成本来获得
更高的利润；当需求强度
增加到一定程度时，通过
权衡成本和收益来获得更
高的利润。
本书的创新之处主要
体现在以下几点：
(1)提出了综合考虑随
机需求、旅客选择行为、
多级票价体系、多列车、
多停站的高铁席位存量动
态控制优化方法。针对基
于多级票价体系的高铁席
位存量控制模型，设计两
阶段控制机制，提出将基
于仿真的近似动态规划算
法与马尔科夫链品类优化
算法相结合的近似求解算
法和在线生成实时控制策
略的算法，为基于顾客选
择的网络收益管理问题提
供了新的解决思路。相对
于既有的研究成果，该算
法可以得到高铁席位动态
控制实时优化策略，并且
面向多种选择行为模型，
具有较好的扩展性。当积
累足够历史样本数据时，
可应用大数据分析和机器
学习的技术定期更新选择
行为参数和投标价格，实
现控制策略的持续优化。
(2)提出了综合考虑随
机需求、旅客选择行为、
多级票价体系、多列车、
多停站的高铁席位存量静
态分配模型，并生成席位
存量控制策略。既有研究
中高铁席位存量分配主要
针对单一票价下列车席位
在不同OD之间的分配，
少量多级票价下的席位存
量分配研究则以独立需求
为假设。本书以优化高铁
收益为目标，采用随机规
划的方法构建了基于旅客
选择行为的高铁列车席位
存量分配模型，提出多级
票价体系下高铁席位存量
多列车协同分配的方法，
并以最优分配结果为基础
生成席位存量的单阶段静
态控制策略和多阶段动态
控制策略。
(3)提出基于可变编组
的高铁列车席位存量分配
优化模型。既有高铁席位
控制优化研究中未见考虑
可变编组情形下的席位存
量控制问题。既有收益管
理理论研究主要基于固定
容量进行研究，以及少量
以航空机型调换为背景的
柔性容量的理论研究。本
书以可变编组策略调节席
位容量为背景，提出可变
编组与席位存量分配的联
合优化模型，通过实验分
析获得可变编组下席位存
量分配