3. 运行图基础与CBTC运行图特征
运行图是ATS行车调度的“时间—空间”基准。它把列车在车站的到发时刻、区间运行时分、停站时分和折返作业,统一表达在一张以时间为横轴、以线路里程(或车站)为纵轴的图上。调度员看到的每一根斜线,都是一列车在某一时刻所处的位置;斜线的斜率反映区间运行速度,水平段反映停站,折返段的“折线”则反映列车在终点站换端作业。理解运行图的要素,是判断计划是否可执行、实际偏差是否可接受的前提。
运行图的四个基本要素
时分是运行图的骨架。区间运行时分由线路条件、车辆性能和驾驶策略共同决定,CBTC下由ATO按目标速度曲线自动执行,通常比人工驾驶更稳定、更贴近设计值。停站时分由站台作业需求决定,包括开门、乘客上下车、关门和发车确认。折返时分是终点站能力的关键约束,包含进折返线、换端、试验和出折返线等环节。间隔则是把这些时分串起来后的结果:追踪间隔受最小运行时分、停站时分、折返能力和信号系统追踪能力共同限制。
以某城市轨道交通线路早高峰为例(示例参数,仅用于说明):区间最小运行时分90秒,站台停站时分30秒,终点站折返能力按120秒控制,CBTC移动闭塞下最小追踪间隔可做到90秒。此时理论追踪间隔取各约束的最大值,即120秒,折返能力成为瓶颈。若把折返作业优化到100秒,追踪间隔可压缩到100秒左右,但还要校核站台停站是否会被压缩到不安全水平。这说明运行图不是简单把时分相加,而是要在多个约束中找可行域。
CBTC下列车自动运行对运行图的影响
CBTC的核心变化在于列车由ATO自动运行、由ATP连续防护,运行图从“司机参照执行”变为“系统目标跟踪”。这一变化带来三方面影响。第一,运行时分更可控。ATO按运行图给定的站间运行等级和停站时分生成目标速度曲线,实际到发时刻与计划偏差通常更小,运行图的“可执行性”提高。第二,追踪间隔可以更紧。移动闭塞下后车以前车尾部为移动授权终点,不必按固定闭塞分区划分,区间追踪能力提升,运行图可以画出更密的平行斜线。第三,调整手段更丰富。ATS可通过调整停站时分、运行等级和扣车策略实现自动调整,调度员从“手动下令”转向“设定策略并监控执行”。
但自动运行也带来新的约束:运行图必须与ATO的运行等级、站台门联动、折返进路排列逻辑相匹配。若运行图给出的停站时分短于站台门开关和乘客上下车所需时间,ATO会按图发车但实际作业未完成,偏差就会在后续车站累积。因此CBTC运行图的编制,必须把设备动作时间纳入停站时分,而不是只按乘客需求估算。
计划图与实际图的差异来源
实际运行图与计划图之间总会存在偏差,关键在于识别偏差来源并判断其性质。常见来源可分为四类:客流与停站,如大客流导致关门受阻、停站超时;设备与故障,如车门故障、信号设备降级、站台门故障;运行调整,如调度员临时扣车、变更运行等级、组织清客;外部干扰,如异物侵限、天气影响。偏差在运行图上表现为斜线偏移、水平段拉长或列车线消失(退出服务)。
判断偏差是否可接受,要看它是否会在后续车站被“吸收”。若某站停站超时20秒,但下一区间运行等级可提升、运行时分有冗余,偏差可能被消化;若连续多站超时,偏差会沿运行图向后传递,形成“偏差累积”。调度员应优先处理累积趋势明显的列车,而不是单点偏差。
上图以示例方式对比了计划运行线与实际运行线:B站到站偏差约15秒、停站超时约15秒,导致C站到站整体后移。这类偏差若在后续区间有运行时分冗余,可通过提高运行等级部分吸收;若没有冗余,就会传递到折返站,影响折返能力和后续列车接续。调度员在ATS上观察运行图时,应重点关注斜线是否出现“平行偏移”和“水平段拉长”,前者说明区间运行偏慢,后者说明停站作业受阻。
综上,运行图要素决定了计划图的可行边界,CBTC自动运行提升了执行精度和追踪能力,但计划与实际的差异始终存在。调度员的核心工作不是消除所有偏差,而是识别偏差来源、判断其是否会累积、并在累积影响安全或服务之前采取调整措施。这也是后续学习运行图调整策略的基础。