Ingo A. HANSEN

(代爾夫特理工大學(xué)，荷蘭 代爾夫特 2628CD)

1 介紹

鐵路企業(yè)每天都會(huì)收集和保存大量實(shí)際運(yùn)營中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，其中包括鐵路旅客、貨物和列車的數(shù)量、起點(diǎn)以及目的地.同時(shí)，信號(hào)機(jī)、軌道電路、計(jì)軸器、聯(lián)鎖、閉塞分區(qū)、變電站和機(jī)載單元自動(dòng)生成和傳輸關(guān)于鐵路基礎(chǔ)設(shè)施、軌道占用和機(jī)車車輛的數(shù)十億條信息.數(shù)據(jù)通過過濾和選擇，廣泛應(yīng)用于開行方案、時(shí)刻表、交通控制、故障/事故檢測和維修計(jì)劃，以確保列車安全、準(zhǔn)時(shí)、高效的運(yùn)營，并提供可靠的客戶和管理信息.

新信息的巨大規(guī)模和生成速度要求鐵路員工很好地理解和運(yùn)用數(shù)據(jù)處理、儲(chǔ)存和分析工具.首先需要明確現(xiàn)階段哪種數(shù)據(jù)與列車智能調(diào)度、運(yùn)營管理、客戶信息相關(guān)？最重要的是，必須確保與安全相關(guān)的重要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集和交互，以便調(diào)度人員在必要時(shí)能夠迅速做出適當(dāng)?shù)臎Q定.這意味著任何影響列車實(shí)時(shí)檢測、線路聯(lián)鎖、行車間隔計(jì)算、列車控制和調(diào)度權(quán)限的信號(hào)和安全系統(tǒng)數(shù)據(jù)都是至關(guān)重要的.而一些非安全數(shù)據(jù)可稍后或待運(yùn)營結(jié)束后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與傳輸，其中包括：常規(guī)的客貨流信息、列車延誤記錄或商業(yè)廣告等.

然而，列車駕駛員、調(diào)度員和運(yùn)營管理人員在信息識(shí)別、評(píng)價(jià)/決策可靠性、信息處理的速度及能力是有限的.根據(jù)行車密度和列車速度、實(shí)際運(yùn)營條件 (天氣、能見度、噪音)、信息清晰度、操作人員任務(wù)的復(fù)雜性以及個(gè)人專業(yè)經(jīng)驗(yàn)、列車駕駛員的反應(yīng)時(shí)間以及交通或信號(hào)控制器間的差異很大.一般來說，如果信號(hào)將在幾秒鐘內(nèi)變成黃色或紅色，一位訓(xùn)練有素的列車駕駛員會(huì)適時(shí)進(jìn)行制動(dòng)操作.對(duì)列車駕駛員、調(diào)度員或運(yùn)營管理人員的工作負(fù)荷和決策時(shí)間進(jìn)行人體工程學(xué)和實(shí)證研究的文獻(xiàn)仍然較為缺乏[1-2].

開發(fā)和運(yùn)用實(shí)時(shí)列車調(diào)度的智能決策支持工具的主要障礙是：

1)對(duì)于重要的信號(hào)安全系統(tǒng)和非重要的決策支持系統(tǒng)(用于計(jì)劃、調(diào)度和駕駛員)之間的明確區(qū)分和快速高效的信息傳輸；

2)對(duì)具有魯棒性、準(zhǔn)確性、計(jì)算/通訊時(shí)間較短的實(shí)時(shí)調(diào)度和駕駛員輔助決策工具提出更高要求；

3)對(duì)日常運(yùn)營中的不足以及用戶反饋記錄的不充分；

4)缺少清晰和簡單易懂的用戶界面及其輸出；

5)利益相關(guān)者在政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)上的利益不同；

下文的主要目的是簡要說明如何通過更有效的計(jì)算機(jī)決策支持系統(tǒng)執(zhí)行一些復(fù)雜的列車運(yùn)行圖編制和運(yùn)行調(diào)整交通管理等任務(wù).

2 計(jì)算機(jī)輔助決策支持方法

2.1 統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)

基于自動(dòng)生成的列車檢測、信號(hào)、安全系統(tǒng)數(shù)據(jù)(軌道占用/出清，信號(hào)，進(jìn)路建立，路徑設(shè)置/解鎖、移動(dòng)權(quán)限)，可以監(jiān)控和分析主要列車的運(yùn)行，例如運(yùn)行時(shí)分、安全間隔時(shí)間、停站時(shí)間、到達(dá)時(shí)刻、離開時(shí)刻、延誤時(shí)間.

在過去，幾乎只有在時(shí)刻表發(fā)生變化時(shí)，計(jì)劃的列車運(yùn)營時(shí)間才會(huì)進(jìn)行更新，采用新的動(dòng)車組或通過簡單地增加運(yùn)營時(shí)間被證明是不可行的.相反，應(yīng)該定期對(duì)主要列車運(yùn)行時(shí)間的分布情況進(jìn)行分析，以便估計(jì)運(yùn)行時(shí)間的統(tǒng)計(jì)擬合和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，這些參數(shù)可用于評(píng)估時(shí)刻表的質(zhì)量和列車運(yùn)行性能，并使時(shí)刻表更精確地貼近實(shí)際的列車運(yùn)行時(shí)間.另外，運(yùn)行時(shí)間和停站時(shí)間的概率分布一般是右傾斜的，主要是因?yàn)檫\(yùn)行計(jì)劃的緩沖時(shí)間、列車安全間隔時(shí)間以及路徑的沖突.到達(dá)延誤時(shí)間似乎符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布和伽瑪分布，而發(fā)車延誤時(shí)間可用負(fù)指數(shù)、威布爾、伽瑪密度分布進(jìn)行描述[3].

列車運(yùn)行時(shí)間的在線預(yù)測需要使用復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法.已在本地和全球范圍內(nèi)分別測試了多元線性回歸(MLR)、回歸樹(RT)和隨機(jī)森林(RF)模型，以估計(jì)運(yùn)行時(shí)間和停站時(shí)間[4].局部模型描述了同一線路列車在特定路段上運(yùn)行時(shí)間的變化，而全局模型將記錄所有列車的處理時(shí)間，并分別聚合為兩個(gè)分離的測試集，分別測試運(yùn)行時(shí)間和停站時(shí)間.由于前車或線路沖突而受阻的列車的處理時(shí)間已被過濾掉，因此數(shù)據(jù)集中只包括無沖突的運(yùn)行時(shí)間.由于模型必須對(duì)異常值具有魯棒性，因此相較于可能對(duì)數(shù)據(jù)過度匹配且差異較高的模型，能夠處理異常值的模型更受青睞.在預(yù)測精度方面，預(yù)測模型對(duì)于運(yùn)行時(shí)間的預(yù)測準(zhǔn)確率明顯低于停站時(shí)間，因?yàn)橥Ｕ緯r(shí)間往往只因列車延誤而受到微弱影響，而到達(dá)延誤時(shí)間和高平峰時(shí)段之間的客流量變化會(huì)對(duì)運(yùn)行時(shí)間產(chǎn)生較大影響.此外全局模型的預(yù)測精度也明顯低于局部模型.比較不同模型的精確度可以發(fā)現(xiàn)，用于魯棒線性回歸的最小修正方法(LTS)優(yōu)于RF，在運(yùn)行時(shí)間和停站時(shí)間的預(yù)測上都優(yōu)于RT模型.

2.2 具有魯棒性的時(shí)刻表

時(shí)刻表編制主要可分為圖形化、分析、仿真模型和組合優(yōu)化4種方法.

1)圖形化的時(shí)刻表編制模型，例如計(jì)劃列車的時(shí)間-距離圖描述了列車在車站的到達(dá)時(shí)間和發(fā)車時(shí)間、站臺(tái)股道的占用時(shí)間等，是描述列車運(yùn)行計(jì)劃和軌道基礎(chǔ)設(shè)施使用情況的標(biāo)準(zhǔn)方法，一般在宏觀層面使用(分鐘,千米).列車時(shí)間-距離圖還用于根據(jù)預(yù)期的運(yùn)輸需求(列車發(fā)車頻率和速度)及每條線路所需的(最小)安全間隔時(shí)間，快速檢查時(shí)刻表的可行性.然而宏觀圖形化時(shí)刻表模型的離散化步驟太大，無法準(zhǔn)確描述有關(guān)技術(shù)和安全的約束，例如軌道校準(zhǔn)、信號(hào)、聯(lián)鎖和列車牽引制動(dòng)性能對(duì)線路能力的影響[5].

2)到目前為止，鐵路時(shí)刻表主要是基于車站之間確定的運(yùn)行時(shí)間、停站時(shí)間和安全間隔時(shí)間來制定的.服務(wù)時(shí)間的微小變化可通過運(yùn)行時(shí)間和停站時(shí)間的冗余時(shí)間及列車路徑之間的邊界(緩沖時(shí)間)進(jìn)行補(bǔ)償.在實(shí)際應(yīng)用中，冗余時(shí)間和緩沖時(shí)間的確定主要是基于經(jīng)驗(yàn)法則，有時(shí)也通過仿真進(jìn)行驗(yàn)證.排隊(duì)模型能夠估計(jì)時(shí)刻表的列車等待時(shí)間，以此作為軌道占用函數(shù)及個(gè)別線路和簡單車站的行車間隔和服務(wù)時(shí)間的變化系數(shù).而具有多個(gè)軌道和路線的主要車站通常以多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模.但是，隨機(jī)分布函數(shù)的類型、性質(zhì)和參數(shù)通過對(duì)實(shí)際運(yùn)營數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行驗(yàn)證[6-7].時(shí)刻表的隨機(jī)變量產(chǎn)生的計(jì)劃等待時(shí)間必須與運(yùn)營期間的預(yù)計(jì)初始延誤和二次延誤區(qū)分出來.特別是在利用率高的路網(wǎng)中，因?yàn)樾盘?hào)系統(tǒng)和安全系統(tǒng)在追蹤間隔和路線沖突時(shí)的實(shí)際列車速度和服務(wù)時(shí)間大多是未知的，這可能會(huì)低估延誤時(shí)間的傳播.事實(shí)上，車站到達(dá)時(shí)間和服務(wù)時(shí)間的安全間隔時(shí)間分布存在著隨機(jī)相互依賴的關(guān)系.

3)用于估計(jì)不同列車運(yùn)行時(shí)間和停站時(shí)間的宏觀仿真模型無法準(zhǔn)確估計(jì)特定技術(shù)操作規(guī)則的影響，如不同的信號(hào)和安全系統(tǒng)、閉塞分區(qū)信號(hào)間距、局部速度限制、信號(hào)和路線的聯(lián)鎖、列車長度、減速度和加速度、(最小)安全間隔時(shí)間及車站區(qū)域的延誤時(shí)間.在最糟糕的情況下，因?yàn)榱熊囇诱`在制定時(shí)刻表的時(shí)候被低估，較緊的列車時(shí)刻表甚至可能變得不可行.這就是為什么幾個(gè)歐洲鐵路運(yùn)營公司開發(fā)和實(shí)施微觀時(shí)刻表模擬模型的原因[8].安全間隔、路徑?jīng)_突、線路能力的使用及初始延誤和二次延誤的傳播是根據(jù)秒和米范圍內(nèi)的軌道區(qū)段鎖閉時(shí)間圖來計(jì)算，因此比以前精確60倍[9].

4)組合優(yōu)化模型旨在解決公式化的時(shí)刻表優(yōu)化問題，模型具有特定目標(biāo)函數(shù)且有一定的約束，以此優(yōu)化生成網(wǎng)絡(luò)中列車在車站的到發(fā)時(shí)刻計(jì)劃.模型一般是混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，并運(yùn)用商業(yè)優(yōu)化求解軟件進(jìn)行求解；模型如果難以用商業(yè)求解軟件進(jìn)行求解，則會(huì)通過啟發(fā)式方法進(jìn)行求解，例如分枝定界法或拉格朗日松弛等.在求解列車時(shí)刻表時(shí)，若模型的路網(wǎng)數(shù)據(jù)范圍超過計(jì)算內(nèi)存或求解速度過慢時(shí)，一般會(huì)采用混合優(yōu)化方法，它集成了宏觀全局網(wǎng)絡(luò)時(shí)刻表優(yōu)化和局部/區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的微觀仿真[10-11].通常情況下，在給定約束如最小的安全間隔時(shí)間和列車之間的傳輸時(shí)間優(yōu)化模型，應(yīng)用確定性變量來搜索目標(biāo)函數(shù)的(臨近)最優(yōu)解，以最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)中的總運(yùn)行時(shí)間，但該模型在一定程度上具有局限性.在多股道的車站無沖突列車線路上，規(guī)定的列車運(yùn)行時(shí)間和最小安全間隔時(shí)間的可行性往往沒有得到證明，因?yàn)榇_切的軌道占用、規(guī)模、分布和對(duì)時(shí)刻表松弛的使用情況仍不明確.豁免(exemption)是最近興起的一種迭代方法，用于從零開始在復(fù)雜的車站區(qū)域構(gòu)建一個(gè)創(chuàng)新的無沖突和具有魯棒性的乘客路徑計(jì)劃和微觀時(shí)刻表，以此對(duì)緩沖時(shí)間進(jìn)行智能分配[12].但是，運(yùn)行時(shí)間和行車安全間隔時(shí)間仍被視為時(shí)刻表的給定輸入，列車速度也沒有進(jìn)行優(yōu)化.大多數(shù)學(xué)模型都缺少以標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間距離、速度距離和進(jìn)度時(shí)間分布等形式評(píng)價(jià)列車時(shí)刻表的基本圖，這是在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)其進(jìn)行測試的一個(gè)重要障礙.

2.3 實(shí)時(shí)調(diào)度

由于現(xiàn)有的在運(yùn)行時(shí)間添加緩沖時(shí)間的方法(在最小運(yùn)行時(shí)分之外加入至少3%的緩沖時(shí)間)，在列車延誤時(shí)間較小的情況下(1～2 min)，列車會(huì)自動(dòng)恢復(fù)至正點(diǎn)運(yùn)行，并且時(shí)刻表中提供的緩沖時(shí)間(至少1 min)可以避免或減少列車二次延誤.但是，由技術(shù)故障引起的個(gè)別列車產(chǎn)生的較大延誤時(shí)間可能會(huì)對(duì)時(shí)刻表造成較大的影響，即導(dǎo)致列車運(yùn)營至少在一個(gè)方向上中斷且持續(xù)時(shí)間超過1 h.實(shí)時(shí)調(diào)度模型可以幫助調(diào)度員和運(yùn)營管理人員快速識(shí)別和解決路徑?jīng)_突.經(jīng)常發(fā)生在咽喉區(qū)和車站的列車延誤，調(diào)度員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以通過簡單的調(diào)度措施(等待、更換股道、改變列車運(yùn)行次序、取消車次)進(jìn)行處理.但由于技術(shù)故障、非常惡劣的天氣或事故造成的重大中斷應(yīng)由運(yùn)營管理人員運(yùn)用(靜態(tài))應(yīng)急計(jì)劃進(jìn)行處理.在開行密度較高的線路上，尤其是在單線鐵路上，每一次運(yùn)營中斷都會(huì)大大降低線路通過能力，因此取消一些列車服務(wù)是不可避免的.調(diào)度決策的效率可能不是最優(yōu)的，因?yàn)樗鼈冎煌ㄟ^無線通信和有限的視覺網(wǎng)絡(luò)事故信息進(jìn)行決策，無法很好地預(yù)測其調(diào)度措施對(duì)局部地區(qū)和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)列車運(yùn)營的影響.

在過去十年中，開發(fā)了一些計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)度工具為列車運(yùn)營受擾動(dòng)的線路或網(wǎng)絡(luò)快速生成相對(duì)(次優(yōu))最優(yōu)的時(shí)刻表[13-20].實(shí)時(shí)調(diào)度模型需要解決以下問題：

1)信號(hào)、安全、交通控制和聯(lián)鎖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加載和通信；

2)列車路徑規(guī)劃；

3)潛在行車安全間隔和路徑?jīng)_突的檢測和疏解；

4)確定路網(wǎng)邊界、中間站、相關(guān)的信號(hào)機(jī)、交叉點(diǎn)、交叉口的確切到發(fā)時(shí)刻；

5)列車速度曲線的調(diào)整.

時(shí)至今日，這些工具都沒有與鐵路企業(yè)的數(shù)據(jù)處理器和鐵路運(yùn)營管理企業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)連接、溝通和測試.所有工具都必須編譯以前保存的日志文件副本作為測試的輸入數(shù)據(jù)，其中包含列車時(shí)刻表、信號(hào)機(jī)和聯(lián)鎖等相關(guān)信息.模型輸出至今都是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行離線計(jì)算的，因?yàn)殍F路運(yùn)營公司至今還在猶豫是否要測試并驗(yàn)證實(shí)時(shí)調(diào)度工具在實(shí)際運(yùn)營中的有效性.這意味著，在發(fā)生事故時(shí)，智能調(diào)度系統(tǒng)提供的調(diào)度方案和調(diào)整后的實(shí)際運(yùn)營情況無法實(shí)時(shí)向運(yùn)營管理人員進(jìn)行展示，因此也無法將調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化的方案與調(diào)度員作出的決策進(jìn)行比較.

值得一提的是，科研人員提出的一個(gè)創(chuàng)新的調(diào)度方案閉環(huán)優(yōu)化框架，已在英國、荷蘭、瑞典、挪威這4個(gè)國家鐵路網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行了案例研究.該框架可以基于列車運(yùn)行預(yù)測數(shù)據(jù)，在指定的調(diào)度范圍內(nèi)，實(shí)時(shí)得出最優(yōu)的調(diào)度計(jì)劃，并通過人機(jī)界面呈現(xiàn)給調(diào)度員.如果調(diào)度員接受該調(diào)度計(jì)劃，自動(dòng)路徑設(shè)置模塊會(huì)自動(dòng)實(shí)施該調(diào)度計(jì)劃，即通過為列車設(shè)置最優(yōu)的路徑，并將列車運(yùn)行速度建議傳輸至駕駛員輔助系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)節(jié)能駕駛.兩種不同的沖突檢測疏解模塊(ROMA和RECIFC)在挪威和瑞典被提出，并在鐵礦線上進(jìn)行仿真，以比較其性能.

現(xiàn)有的路徑更改和時(shí)刻表變更的調(diào)度模型在處理擾動(dòng)或部分軌道封鎖的情況下根據(jù)以下因素進(jìn)行區(qū)分：擾動(dòng)范圍(往往限于聯(lián)鎖區(qū)域內(nèi)的幾條標(biāo)準(zhǔn)(通過)路徑)、離散化程度(宏觀/中觀/微觀路網(wǎng)模型；列車長度；時(shí)間步長(位置、速度、加速度、減速度))、離散事件或同步計(jì)算的軌道占用時(shí)間、出清時(shí)間、聯(lián)鎖時(shí)間、安全間隔時(shí)間和相應(yīng)的鎖閉時(shí)間.應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法針對(duì)鐵路線路和安全間隔的沖突檢測有以下研究：可替代圖(基于列車速度可協(xié)調(diào)的車間作業(yè)模型)[14-16]；雙層資源樹沖突圖[17]；在閉塞分區(qū)入口有速度變化的資源集合配置[18]；沒有速度變化的混合整數(shù)線性模型(Pellegrini).一般情況下，需要啟發(fā)式算法來解決短時(shí)間內(nèi)(1～2 min)的調(diào)度問題.實(shí)時(shí)調(diào)度模型的首選目標(biāo)可能是盡量減少①(最大)連續(xù)列車延誤，②連續(xù)的乘客延誤，③ 有優(yōu)先級(jí)的列車總延誤.最小化列車運(yùn)行的總延誤時(shí)間也會(huì)被用作目標(biāo)函數(shù).但是，總延誤時(shí)間會(huì)受初始延誤情況的影響，它與應(yīng)用何種調(diào)度工具無關(guān)，但或多或少會(huì)減少二次延誤.

2.4 駕駛輔助系統(tǒng)

駕駛員不能精確地預(yù)測準(zhǔn)確的最早/最晚的惰行時(shí)間或者制動(dòng)時(shí)間，因此駕駛員也不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的節(jié)能駕駛策略及絕對(duì)的按圖行車.另外，只有訓(xùn)練有素、經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員才知道該趟車次可用的緩沖時(shí)間，在列車運(yùn)營受到小擾動(dòng)的情況下，會(huì)運(yùn)用緩沖時(shí)間恢復(fù)正點(diǎn)運(yùn)行.目前的列車駕駛輔助系統(tǒng)(DAS)，如果基于列車超速防護(hù)(ATP)和列車自動(dòng)控制(ATC)系統(tǒng)之上，則可以告知駕駛員實(shí)際列車延誤時(shí)間(以分鐘為計(jì))和列車速度建議，而不考慮實(shí)際列車延誤和網(wǎng)絡(luò)擁堵的影響.歐洲、北美、日本的一些城市軌道交通系統(tǒng)在列車上裝備了一種自動(dòng)巡航控制(ACC)系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)列車的標(biāo)準(zhǔn)速度曲線、行駛距離、牽引力/制動(dòng)力、需要的安全間隔時(shí)間，可以持續(xù)控制單列車的加速度、實(shí)際速度和減速度.

智能駕駛輔助系統(tǒng)可以使用信號(hào)和安全系統(tǒng)實(shí)時(shí)生成的交通信息，信息可以通過無線閉塞中心(RBC)傳送到調(diào)度中心.為駕駛員提供靈活的列車速度建議是很有必要的，尤其是在高異質(zhì)性、停站方案多變的高密度鐵路線路上，以及在極端天氣和有重載貨車的情況下.調(diào)度中心可以將建議速度信息傳輸至列車車載單元，以避免列車間的沖突并盡可能使列車進(jìn)行節(jié)能駕駛.DAS系統(tǒng)架構(gòu)分為中央、中間、車載三種形式，不同形式的選擇取決于速度曲線和速度建議重新計(jì)算地點(diǎn)的不同[21].智能算法在以下幾個(gè)方面的發(fā)展是較為具有挑戰(zhàn)性但是具有實(shí)際意義的：①實(shí)時(shí)預(yù)測列車運(yùn)營時(shí)間；②根據(jù)最優(yōu)速度曲線實(shí)時(shí)計(jì)算和傳輸速度建議信息；③在區(qū)間和車站區(qū)域的智能調(diào)度[22-25].DAS系統(tǒng)可以確保無沖突的列車運(yùn)行，減少列車延誤，提高列車服務(wù)的準(zhǔn)時(shí)性并實(shí)現(xiàn)列車節(jié)能駕駛.提供的建議速度信息不是必須遵循的，如果發(fā)生超速、列車運(yùn)行間隔時(shí)間或路徑?jīng)_突，ATP / ATC系統(tǒng)會(huì)推翻該速度建議信息并保證列車安全運(yùn)行.

3 結(jié)論

如果基礎(chǔ)設(shè)施的能力、列車服務(wù)的質(zhì)量、實(shí)時(shí)運(yùn)營信息的準(zhǔn)確性和可靠性得到提高，那么鐵路的吸引力、運(yùn)輸量、市場份額將會(huì)相應(yīng)地提高.這可以通過將大數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)一體化的方法來實(shí)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)挖掘可以通過共享數(shù)據(jù)(包括運(yùn)輸、技術(shù)、運(yùn)營、安全數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù))和開發(fā)先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)分析工具來進(jìn)行，這可以更好地描述和預(yù)測實(shí)際列車速度、準(zhǔn)時(shí)性、能力和列車運(yùn)行能耗.對(duì)線路、局部網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、國家鐵路網(wǎng)絡(luò)的鐵路運(yùn)輸、運(yùn)營、性能的時(shí)空分布進(jìn)行進(jìn)一步的研究，可以促進(jìn)魯棒性時(shí)刻表的發(fā)展、測試、和更快的實(shí)施.同時(shí)采用高效的決策支持工具對(duì)列車時(shí)刻表進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，可以最大限度地減少運(yùn)營中斷對(duì)鐵路能力和服務(wù)質(zhì)量的影響.專用的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施、高性能的列車控制和安全系統(tǒng)有利于列車在干線上進(jìn)行自動(dòng)駕駛[26].

在列車運(yùn)行受到擾動(dòng)的情況下，快速制定最優(yōu)調(diào)度計(jì)劃的最大障礙不是技術(shù)或計(jì)算能力對(duì)的限制，而是目前時(shí)刻表制定人員、駕駛員、調(diào)度員的能力限制，以及由于基礎(chǔ)建設(shè)公司和運(yùn)營公司的分離造成的組織障礙.在駕駛和調(diào)度上的人為不足可以通過給予信息、培訓(xùn)和激勵(lì)來提高，但組織障礙需要基于社會(huì)目標(biāo)和不是商業(yè)目標(biāo)的政治干預(yù)才能化解.