基于CBTC的城市軌道交通系統(tǒng)自動運行調(diào)整策略分析

胡曉丹

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

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

1 自動調(diào)整問題的分析

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

2 自動調(diào)整策略

2.1 運行圖優(yōu)先策略

通常，基本運行圖的編制難以實現(xiàn)滿圖滿能力編制，并且會為每個運行線提供一定的緩沖時間。如果運營列車的擾動較小，在某些車站存在早點或晚點情況，并且與實際運行線的偏差較小，可以使用預(yù)留的緩沖時間，選擇運行圖優(yōu)先進行全自動列車運行調(diào)整。

在基于通信的列車自動控制系統(tǒng)下，ATS可以向列車下發(fā)進站的停站時間和發(fā)車時間，列車通過車地?zé)o線通信獲取準確的時間值。如果發(fā)生早晚點，ATS系統(tǒng)將執(zhí)行列車?？繒r間和下一個區(qū)間運行時間的計算調(diào)整。調(diào)整對策如下：

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

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

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

車載系統(tǒng)會根據(jù)收到的運行計劃進行計算，行駛時間=下站計劃中的列車到達時間-獲取當前時間;如果車載系統(tǒng)具有區(qū)間運行等級的設(shè)置，則它將基于列車在下站計劃中的行駛時間以及列車在區(qū)間中每個等級對應(yīng)的運行時間進行比較。首先計算出行駛時間，計算方法同上。然后使用行駛時間和列車等級時間列表進行比較，并選擇可使列車更早到達下一個車站的最小區(qū)間運行等級。

例如，圖1是某個地鐵項目的區(qū)間運行等級示意圖：右邊是列車運行等級-時間列表，假設(shè)車載系統(tǒng)總共定義了五個級別EF-ES（不同的車載設(shè)備可能會定義不同），匹配從A站到B站的時間為60 s～150 s;左側(cè)是列車時刻表，其中有一條計劃中的列車運營線路，并且在A站中有五個序列號為1到5的時間節(jié)點，每個節(jié)點對應(yīng)不同等級的運行時間。如果計算出列車運行時間在節(jié)點1或更早的位置，則列車在該區(qū)間應(yīng)使用運行等級ES。如果計算出列車運行時間在節(jié)點2和節(jié)點3（包括）之間，則列車在該區(qū)間應(yīng)使用的運行等級為N;如果計算出列車運行時間在節(jié)點4，或者更晚，則列車在該區(qū)間應(yīng)使用的運行等級為EF。

2.2 列車等間隔調(diào)整策略

當線路上多列車運行發(fā)生大規(guī)模晚點，或者多列車聚在一起晚點的情況發(fā)生，將不再適用運行圖優(yōu)先級的對策。如果此時仍持續(xù)使用基于運行圖的調(diào)整，則可能會導(dǎo)致更嚴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，每個站點每隔幾分鐘就有一列車到站，乘客只關(guān)心運行間隔，下一輛列車還有幾分鐘能到站，并不關(guān)心實際的運行圖，即使整體運行圖有晚點順延，乘客也不會察覺。因此，在遇到特殊的突發(fā)狀況，比如發(fā)生了大規(guī)模晚點時，可采用等間隔運行調(diào)整，調(diào)整所有在線列車的運行間隔。

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

首先重設(shè)線上列車的目標進站時間;然后根據(jù)線路上的列車總數(shù)和正線正常行駛一個周期的時間，得出列車的總體目標跟蹤間隔。對列車的在線運行狀態(tài)進行實時計算，當任意一輛列車到站停穩(wěn)時，系統(tǒng)計算其早晚點偏差。如果早晚點偏差為零，則按照默認停站時間停車;如果有偏差存在，則調(diào)整該輛列車的停站時間和下個區(qū)間的運行時間，縮短早晚點偏差值，同時也要調(diào)整后車的運行計劃。對上述過程進行循環(huán)，實現(xiàn)自動間隔調(diào)整目標。

3 結(jié)束語

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

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