基于CBTC的城市軌道交通系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行調(diào)整策略分析

胡曉丹

摘 要：在對(duì)城市軌道交通行車調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整功能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，總體目標(biāo)是提高列車正點(diǎn)運(yùn)行效率，并協(xié)助中心調(diào)度員解決突發(fā)事件，本文對(duì)城市軌道交通運(yùn)行圖的優(yōu)先選擇對(duì)策和等間隔運(yùn)行調(diào)整對(duì)策進(jìn)行了詳細(xì)分析。為城市軌道交通系統(tǒng)提高運(yùn)營效率提供借鑒。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)調(diào)整;行車調(diào)度;城市軌道交通

1 自動(dòng)調(diào)整問題的分析

傳統(tǒng)的調(diào)度指揮系統(tǒng)基于電子計(jì)算機(jī)，絕大多數(shù)調(diào)度人員已將紙質(zhì)資料轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)上，系統(tǒng)可以按照預(yù)設(shè)的工作內(nèi)容完成列車的運(yùn)營調(diào)度組織。但是，當(dāng)發(fā)生外部影響時(shí)，尤其是外部的突發(fā)狀況，導(dǎo)致列車的運(yùn)行嚴(yán)重偏離預(yù)設(shè)的運(yùn)行時(shí)間范圍時(shí)，需要采用有效的解決方案，以便在較短的時(shí)間內(nèi)修復(fù)列車的正常運(yùn)營，盡可能減少對(duì)乘客的影響。

2 自動(dòng)調(diào)整策略

2.1 運(yùn)行圖優(yōu)先策略

通常，基本運(yùn)行圖的編制難以實(shí)現(xiàn)滿圖滿能力編制，并且會(huì)為每個(gè)運(yùn)行線提供一定的緩沖時(shí)間。如果運(yùn)營列車的擾動(dòng)較小，在某些車站存在早點(diǎn)或晚點(diǎn)情況，并且與實(shí)際運(yùn)行線的偏差較小，可以使用預(yù)留的緩沖時(shí)間，選擇運(yùn)行圖優(yōu)先進(jìn)行全自動(dòng)列車運(yùn)行調(diào)整。

在基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)下，ATS可以向列車下發(fā)進(jìn)站的停站時(shí)間和發(fā)車時(shí)間，列車通過車地?zé)o線通信獲取準(zhǔn)確的時(shí)間值。如果發(fā)生早晚點(diǎn)，ATS系統(tǒng)將執(zhí)行列車停靠時(shí)間和下一個(gè)區(qū)間運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算調(diào)整。調(diào)整對(duì)策如下：

（1）如果列車早點(diǎn)，首先檢查計(jì)劃的發(fā)車時(shí)間是否在系統(tǒng)設(shè)置的最大的停車時(shí)間范圍內(nèi)，如果沒有超出最大停站時(shí)間，則延長列車的停車時(shí)間，否則在下一區(qū)間運(yùn)行中，同時(shí)增加停站時(shí)間并調(diào)整列車的運(yùn)行等級(jí)，延長區(qū)間運(yùn)行時(shí)間。

（2）如果列車晚點(diǎn)，首先檢查計(jì)劃的發(fā)車時(shí)間是否大于系統(tǒng)設(shè)置的最短停留時(shí)間，如果大于，選擇計(jì)劃發(fā)車時(shí)間，否則選擇最短停站時(shí)間。

（3）如果在選擇了最短停留時(shí)間之后，列車發(fā)車時(shí)間仍比圖定發(fā)車時(shí)間晚，則根據(jù)晚點(diǎn)時(shí)間的誤差和下一段的區(qū)間運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，算出列車在下一區(qū)間中的運(yùn)行時(shí)間或運(yùn)行等級(jí)，使列車以更高的速度行駛，縮短區(qū)間運(yùn)行時(shí)間。

車載系統(tǒng)會(huì)根據(jù)收到的運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行計(jì)算，行駛時(shí)間=下站計(jì)劃中的列車到達(dá)時(shí)間-獲取當(dāng)前時(shí)間;如果車載系統(tǒng)具有區(qū)間運(yùn)行等級(jí)的設(shè)置，則它將基于列車在下站計(jì)劃中的行駛時(shí)間以及列車在區(qū)間中每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行比較。首先計(jì)算出行駛時(shí)間，計(jì)算方法同上。然后使用行駛時(shí)間和列車等級(jí)時(shí)間列表進(jìn)行比較，并選擇可使列車更早到達(dá)下一個(gè)車站的最小區(qū)間運(yùn)行等級(jí)。

例如，圖1是某個(gè)地鐵項(xiàng)目的區(qū)間運(yùn)行等級(jí)示意圖：右邊是列車運(yùn)行等級(jí)-時(shí)間列表，假設(shè)車載系統(tǒng)總共定義了五個(gè)級(jí)別EF-ES（不同的車載設(shè)備可能會(huì)定義不同），匹配從A站到B站的時(shí)間為60 s～150 s;左側(cè)是列車時(shí)刻表，其中有一條計(jì)劃中的列車運(yùn)營線路，并且在A站中有五個(gè)序列號(hào)為1到5的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同等級(jí)的運(yùn)行時(shí)間。如果計(jì)算出列車運(yùn)行時(shí)間在節(jié)點(diǎn)1或更早的位置，則列車在該區(qū)間應(yīng)使用運(yùn)行等級(jí)ES。如果計(jì)算出列車運(yùn)行時(shí)間在節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)3（包括）之間，則列車在該區(qū)間應(yīng)使用的運(yùn)行等級(jí)為N;如果計(jì)算出列車運(yùn)行時(shí)間在節(jié)點(diǎn)4，或者更晚，則列車在該區(qū)間應(yīng)使用的運(yùn)行等級(jí)為EF。

2.2 列車等間隔調(diào)整策略

當(dāng)線路上多列車運(yùn)行發(fā)生大規(guī)模晚點(diǎn)，或者多列車聚在一起晚點(diǎn)的情況發(fā)生，將不再適用運(yùn)行圖優(yōu)先級(jí)的對(duì)策。如果此時(shí)仍持續(xù)使用基于運(yùn)行圖的調(diào)整，則可能會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的列車延誤和擁堵狀況。在這種情況下，應(yīng)選擇列車等間隔運(yùn)行調(diào)整策略。

由于城市軌道交通來說，發(fā)車間隔越來越密集，每個(gè)站點(diǎn)每隔幾分鐘就有一列車到站，乘客只關(guān)心運(yùn)行間隔，下一輛列車還有幾分鐘能到站，并不關(guān)心實(shí)際的運(yùn)行圖，即使整體運(yùn)行圖有晚點(diǎn)順延，乘客也不會(huì)察覺。因此，在遇到特殊的突發(fā)狀況，比如發(fā)生了大規(guī)模晚點(diǎn)時(shí)，可采用等間隔運(yùn)行調(diào)整，調(diào)整所有在線列車的運(yùn)行間隔。

綜上所述，在列車運(yùn)行圖出現(xiàn)大面積晚點(diǎn)的情況下，或者某些突發(fā)事件需要臨時(shí)加車或者故障列車要下線回段，ATS系統(tǒng)可根據(jù)當(dāng)前線路上的列車數(shù)量，將列車的停站間隔與區(qū)間運(yùn)行間隔作為基礎(chǔ)，對(duì)列車在各個(gè)站點(diǎn)的到發(fā)間隔進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。在不校正運(yùn)行圖的基礎(chǔ)上，維持列車運(yùn)行組織的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)際的調(diào)整對(duì)策如圖2所示。

首先重設(shè)線上列車的目標(biāo)進(jìn)站時(shí)間;然后根據(jù)線路上的列車總數(shù)和正線正常行駛一個(gè)周期的時(shí)間，得出列車的總體目標(biāo)跟蹤間隔。對(duì)列車的在線運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，當(dāng)任意一輛列車到站停穩(wěn)時(shí)，系統(tǒng)計(jì)算其早晚點(diǎn)偏差。如果早晚點(diǎn)偏差為零，則按照默認(rèn)停站時(shí)間停車;如果有偏差存在，則調(diào)整該輛列車的停站時(shí)間和下個(gè)區(qū)間的運(yùn)行時(shí)間，縮短早晚點(diǎn)偏差值，同時(shí)也要調(diào)整后車的運(yùn)行計(jì)劃。對(duì)上述過程進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)間隔調(diào)整目標(biāo)。

3 結(jié)束語

對(duì)行車調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整進(jìn)行了詳細(xì)分析，旨在提高城市軌道交通列車的運(yùn)行正點(diǎn)率，有效協(xié)助調(diào)度員處理突發(fā)事件。本文就運(yùn)行圖的優(yōu)先選擇對(duì)策與等間隔運(yùn)行調(diào)整對(duì)策進(jìn)行了詳細(xì)分析，為城市軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng)提高運(yùn)營效率奠定了基礎(chǔ)。

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