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研究生:張雅淨
研究生(外文):Ya-ChingChang
論文名稱:鐵路旅客均衡模擬模式
論文名稱(外文):A Simulation-Based Model for Railway Passenger Equilibrium
指導教授:李宇欣李宇欣引用關係
指導教授(外文):Yu-Sin Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:臺鐵旅客選擇行為模擬使用者均衡
外文關鍵詞:TRApassenger choice behaviorsimulationuser equilibrium
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一票難求為連假期間,旅客經常對臺鐵的抱怨。旅客於預購開放的第一時刻便進行購票,卻仍然買不到座位。一票難求之抱怨代表的是訂位的不易,需求間競爭的存在,也反應了台鐵目前之車種排定與配位等策略造成的普遍性的旅客訂票現象。臺鐵提供運輸服務旨在滿足旅客之旅行需求,目前除了依據歷史售票紀錄或需求預測方法來預測未來需求量,以進行營運規劃,卻缺乏有效的方法測試規劃實行之後,旅客是否依預期進行選擇。
為研究此問題,本研究探討旅客於車次間選擇行為。一旅客於訂票前,會衡量期望出發/抵達時間範圍內之車次是否符合其需求,並擇優進行訂票。在座位有限的情況下,訂票的先後順序將決定誰能夠購得座票,但越早訂票將迫使旅客放棄其旅程規劃的彈性,廣義成本將隨訂票之提早而增加。因此,旅客除了衡量各車次之開行時間、服務品質,還需決定將於何時訂票。
本研究利用Visual Studio 2012 C++ 建立模擬系統,模擬旅客於車次與訂票時間之間的選擇。假設旅客以廣義成本作為衡量各車次之準則,且皆追求成本較低之選項組合。為求解均衡狀態,模擬每回合選取旅客更動訂票時間,並檢視是否降低其成本,若成本降低,則更換新的訂票時間;反之則回復原本訂票時間。當回合數夠多,幾乎沒有旅客能夠再以更動時間降低其廣義成本時,整體訂票時間達到穩定均衡狀態。
模擬測試結果發現,此種訂票時間選擇之旅客選擇行為均衡可達成,且各均衡結果具有解釋性,符合實際購票結果。測試例中發現,缺票程度與旅客提早競票並非直接相關,極少量的缺票與大量缺票皆產生相同的競票結果,因此若無法準確的滿足所有旅客需求,旅客以提早訂票進行競票是必然發生的結果。測試也發現,旅客之車種偏好影響車次需求之尖離峰,因此適當的在尖離峰時段排定車種,能有效的引導旅客需求,以達成移峰填谷的效果。本研究也加以分析2014年春節疏運期間之加班車次與尖峰熱門車次之售票情形,探討離峰紅眼車次與離峰優惠車次策略是否達其效果。

For long-distance passengers, especially during peak hours, it is sometimes hard for them to book a seat on the desired train. Seat booking can fail even when he/she books very early. Difficulty in seat booking, as well as passenger competition that follow, reveals underlying causes far beyond seat shortage. Instead, it is the result of train timetabling, train class arrangement, seat allocation, travel demand, all connected together in a complex way by passengers’ choice behavior.
In this research we develop a simulation-based model that captures the above-mentioned factors. Passengers select among a number of train services according to their desired time of travel and preference for train classes, and compete with each other by setting the time they book for seats. Early booking improves the passenger’s chance in getting a seat, but at the same time their flexibility is reduced, which contributes to his/her generalized cost. Numerical experiments suggest that equilibrium states exist, where no passenger can improve their generalized cost by changing their booking time or choice of train.
A number of interesting results can be observed. First we demonstrate that the length of the leading time for seat booking affects the equilibrium state. Results also show that passengers compete with each other as long as there is a seat shortage, regardless of the amount of deficit. Thus the fact that in the real world, passengers need to book very early in order to obtain a seat does not necessarily imply that seat shortage is large. Finally, numerical simulation suggest that offering less-popular train classes during peak hours effectively spreads passengers’ demand and lowers shortage.

摘要 III
誌 謝 VII
目錄 VIII
表目錄 XI
圖目錄 XIII
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2論文架構/研究流程 3
第二章 文獻回顧 5
2.1需求預測 5
2.1.1需求預測方法 6
2.1.2旅客選擇行為 6
2.2成本函數 9
2.2.1旅客選擇行為相關研究之考量變數 11
2.2.2旅客間競爭行為-訂票時間 12
2.2.3臺鐵選擇行為之廣義成本函數建立 12
2.3均衡 13
2.4小結 14
第三章 臺鐵營運概述 16
3.1車次、車站、營運路線 16
3.2車種 17
3.3臺鐵營運概況 19
3.4配位 19
3.5 小結 22
第四章 購票行為模擬 24
4.1 基本假設 24
4.2供給 25
4.3需求 27
4.3.1車種-票價與舒適度偏好 29
4.3.2提早或延遲出發 29
4.3.3提早購票時間 30
4.3.4 訂票失敗 31
4.4模擬架構 32
第五章 測試及分析 35
5.1背景設定與範例 35
5.1.1 共同之背景設定 35
5.1.2 基本測試 36
5.2單一車種 40
5.3 提早訂票時間上限 49
5.4車種差異之影響 54
5.4.1 旅客車種偏好 54
5.4.2尖離峰時段車次之車種編排 59
5.5 春節售票紀錄分析 66
第六章 結論與建議 73
6.1結論 73
6.2 後續研究 75
參考文獻 77


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