城市轨道交通行车组织 列车运行图是如何诞生的.docx

引言

列车运行图是一种用于铁路运输组织工作的专业化列车时刻表，是铁路运输企业实现列车安全、正点运行和经济有效地组织铁路运输工作的列车运行生产计划，是运输组织工作的中心环节。列车运行图长什么样呢？简而言之，就是运用二维坐标对列车运行时间、空间关系的图解表达。列车运行图横坐标表示时间，纵坐标表示距离，图上斜线是列车运行的时空轨迹。

图1列车运行图示意图

世界上最早长成二维时空图样式的列车运行图被发明出来，距今已有137年的历史，它的发明者是法国人艾蒂安-朱尔·马雷（étienne-JulesMarey）。本文讲述的就是列车运行图的诞生以及它的设计者背后的故事。

图2艾蒂安-朱尔·马雷（étienne-JulesMarey）

运行图的灵感来源

用现在话讲，马雷先生是一位妥妥的“斜杠青年”科学家，心脏内科、医疗、医疗仪器、航空等领域无所不能。最早，马雷研究血液在体内的运动方式，逐渐转为分析心脏搏动、呼吸、肌肉和身体运动。他的动手设计能力超强，为了辅助研究，发明了很多精确测量的仪器，比如脉搏记录仪等。

图3艾蒂安-朱尔·马雷发明的脉搏记录仪

后来因对空气运动产生兴趣又带他进入了航空领域，1874年他还担任了航空协会副主席。最早关注一些昆虫、鸟类飞行，重点研究翅膀在空气的影响下如何驱使动物飞行，汇集出版了专著《鸟的飞行》。他建造过一个十分精巧的人造昆虫来展示昆虫如何飞行，并演示飞行中翅膀运动呈现数字“8”的形状，后来被连续摄影技术证实。

图4艾蒂安-朱尔·马雷发明的昆虫飞行器

（1869年）

马雷研究动物运动的热情延伸进了连续摄影中，连续摄影术语就是他所提出的。连续摄影（Chronophotography）是一种连续捕捉运动分节过程的摄影技术。对摄影技术的专注，使得他取得了很多成就，他拍摄了马、鸟等一系列动物运动作品，并著成《运动》一书。下图是他拍摄的马奔跑中的连续动作和位置，拍摄并记录在同一个画框内，描绘出马奔跑的时空轨迹。

图5艾蒂安-朱尔·马雷拍摄的《运动的马》（1886年）

以下图像是一杆马雷研制的连续摄影枪。这种枪能一秒拍下12张连续的照片，所有的图像记录在同一张照片上，能直观地反映动物运动的连续过程。这杆枪拍下的时空轨迹线大概就是列车运行线的灵感来源。

图6马雷发明的连续摄影枪

列车运行图的前世

1814年，英国工程师史蒂芬森成功地制造了第一台蒸汽作动力的火车机车，成为工业革命发展的重要标志之一，欧洲多国也纷纷拉开了建设铁路的大幕，人们出行距离变的越来越长。在差不多是“晨钟暮鼓”计时的年代，路网规模持续扩大和开行列车数量增多，因各地时间不同步引发的铁路事故时有发生，推动精确同步的铁路时间成为铁路发展的重要前提。因此，现代标准化时间就这样被铁路发展催生了，并沿着铁路线不断扩展延伸，成为人们的共识。

有了统一的标准化时间，列车到各车站的时间就可以进行准确计算。于是1839年在英国诞生了最早出版的列车时刻表，也就是布雷萧指南（BradshawsGuide）手册。这本手册集合整理了英国各家铁路公司的运营信息，包含英国各铁路线上车站的列车到发时间，还发布了一张英国铁路网络图，涵盖当时英格兰和威尔士主要的运营铁路线路和在建线路。这种列车时刻表给民众出行提供了丰富的参考信息，到今天仍然发挥着作用。但这最多算是列车运行图的雏形，距离铁路运输组织部门的专业列车运行图需求还有相当大的距离。

图7布雷萧指南手册中的铁路时刻表

列车运行图的诞生

最终发明出时空二维列车运行图又要到几十年后的法国。1842年法国议会决定建设全国性的铁路网。1885年，“斜杠科学家”马雷为法国巴黎至里昂铁路上设计了二维时空的列车运行图，时间和铁路线站才最终被摆在横纵垂直的两根坐标轴上。因此，有些人把列车运行图叫马雷图（MareyDiagram或MareyChart）。在图中，时间沿横轴变化，纵轴按次序排列的是铁路沿线车站，刻度线间距离表示站间距，每一条斜线是一条列车运行轨迹线。列车运行线与横线的交点表示列车到站和出站时刻，到达时刻和出发时刻间截距表示列车停车时长。显然，运行线越陡峭列车速度越快。130年后列车运行图几乎没有太大变化，列车轨迹线与前述的那些连续摄影作品，有着异曲同工之妙。

图8世界第一张列车运行图——巴黎至里昂列车运行图

后记

综上，列车运行图的巧妙构思源自于对于铁路运输行业的深刻理解，又源自于对自然社会的敏锐洞察，也受到社会发展进程的巨大驱动。这也是做好铁路规划设计工作的重要动力源泉。

再来回顾下连续摄影枪，很像一把大左轮手枪，不知道是不是因为这个原因，摄影和开枪都叫shoot。据说该技术后来转让给了大名鼎鼎的托马斯·爱迪生，并在基础上发明了“活动电影放映机”，所以这杆枪还激发了电影艺术的诞生，马雷也被广泛认为是摄影先驱之一和