El plan de explotación de los trenes desempeña un papel esencial en los sistemas de metro y afecta directamente a la eficacia de la organización del transporte y al nivel de servicio a los pasajeros. En los sistemas de metro, los pasajeros han prestado más atención a la fiabilidad del tiempo de viaje (TTR), que refleja la fiabilidad de la gestión de la explotación del metro. Este artículo propone un método de análisis del plan de explotación de trenes basado en el TTR en la dimensión de la estación. En primer lugar, se establece un marco basado en datos de recogida automática de billetes (AFC) para calcular la fiabilidad del tiempo de viaje en la estación (STTR) y analizar el plan de explotación del tren en diferentes periodos. La estructura del marco consta de cuatro pasos: Preprocesamiento de datos AFC, cálculo y asignación de STTR, diseño del algoritmo de agrupación basado en la red neuronal SOM, y análisis y optimización del plan de operación de trenes. En segundo lugar, el método propuesto se aplica a la red de metro de Pekín como caso de estudio. Se analizan varios resultados prometedores que permiten optimizar el plan de explotación de trenes existente. Nuestra investigación demuestra que el STTR es un buen complemento para los estudios de asignación de operaciones de metro existentes, que puede ayudar a analizar y optimizar el plan de operación de trenes de forma eficaz. Este estudio también es aplicable a otras redes de metro con sistemas AFC.