近年来,随着我国铁路的快速建设和投入运营,我国铁路客运的供不应求现象在局部地区、局部时段得到缓解,使得部分列车在不同的运行区段上出现客票紧张和座位虚糜并存的现象。在此背景下,本论文研究如何控制预售期内售票过程的方法,从而提高铁路单一列车、多列车的席位能力利用率。全文包含四部分研究内容:问题分析与建模研究、需求估计方法研究、单一列车席别的控制优化研究和多列车席别的控制优化研究。各部分研究工作和结论可总结如下:(1)研究了铁路席位控制的建模方法。首先,对铁路席位控制问题展开描述,并重点分析了铁路问题相比航空等传统收益管理问题的独有特征。然后,对列车席位能力的若干种能力特征进行了定义和分析,并研究了铁路席位控制的票额控制方法和座位分配方法。最后,总结铁路席位控制建模的一般化表达形式,分析模型的基本性质及适合采用的求解算法,为具体场景下的席位控制建模提供基本框架。(2)研究了基于历史客票数据的实际需求估计方法。首先,从独立性需求的角度,利用客流数据估计单一产品需求的概率分布,估计结果显示,直接利用历史客流数据对需求进行估计和预测容易导致对需求的低估。然后,从整体市场的角度,构建了客流量关于运输能力和需求的非线性模型,以此为基础估计多个产品的整体需求量。最后,从旅客选择行为的角度,利用预售期内的实时可售数据和存根数据,提出了估计旅客实际选择行为参数的EM算法。(3)研究了单一列车席别的席位控制方法、模型和算法。首先,针对我国铁路当前常用的“精确控制”和“模糊控制”方法,分别构建其最优化模型和求解算法,并通过实验测试了模型和算法的有效性。此外,提出一种票额联动控制方法,并研究了对应的模型和算法。最后,通过大量仿真实验,测试了三种控制方法的适用性条件。(4)研究了多列车席别的席位协同控制方法、模型和算法。首先,设计一种可将多列车席别中相关产品的票额进行协同控制的方法。然后,研究针对该方法的最优化模型,包括设计多列车席别的购票序列采样过程,和多列车席别的样本收益仿真过程;研究具有计算可行性的同步扰动逼近算法。最后,通过两个实验测试模型和算法的有效性。本文研究工作的主要创新点和研究意义可总结如下:(1)既有研究文献将铁路席位能力和航空席位能力等同,建模方法主要沿用民航的存量控制方法,使得研究结果在铁路问题上的适用性不足。为弥补此不足,本文提出符合我国铁路行业特征的席位控制建模方法,包括“同质”资源的连续座位约束、能力状态的数学表达形式、分割式票额的可行条件和座位分配方法等。(2)既有的铁路文献大多以历史客流量作为席位控制模型的需求输入,忽略了历史数据只能反映“被满足的局部需求”的局限性,造成对需求估计的偏差,进而影响席位控制效果。针对此方面的不足,本文分别从独立性需求、整体市场需求和选择行为需求三个角度,构建从局部反推整体的需求估计方法。研究结果可用于估计更准确、更完整的购票需求。(3)既有的铁路席位控制研究大多没有考虑预售期内购票需求的动态到达过程,也未考虑旅客在预定成功时的座位分配过程。本文综合考虑上述因素,共构建了 P-JQ、P-MH、P-LD和P-XT四种席位控制模型,并设计了基于随机逼近的仿真优化算法。其中,P-JQ、P-MH和P-LD三种模型是单一列车席别场景下的控制模型:P-JQ和P-MH模型分别对应我国铁路现场实践中的“精确控制”和“模糊控制”方法,因而可以直接应用于生产实践;P-LD模型在某些条件下优于P-JQ和P-MH模型,因而可以作为现行两种控制方法的补充。P-XT模型是多列车席别的控制模型,可应用于具有旅客选择行为的多列车席别的控制问题。