در سال‌های اخیر، بازیابی تأخیر زمانی و تنظیم بلادرنگ جریان ترافیک در خطوط مترو با استفاده از کنترل‌کننده‌های اتوماتیک به‌منظور بهره­برداری بهینه از سامانه‌های فرکانس بالای مترو،  به‌طور ویژه موردتوجه قرار گرفته است. این مقاله، به ارائه مدل دینامیکی جدیدی  از سیستم ترافیکی مترو در یک مسیر رفت و برگشتی می­پردازد. مدل ارائه‌شده، یک نمایش گسسته پیشامد غیرخطی است که بر اساس انحراف از زمان اعزام قطارها در یک مسیر رفت و برگشتی بیان گردیده و برخلاف مدل­های پیشین پدیده انتقال ضربه­ای تأخیر نیز باهدف نمایش واقعی از نحوه عملکرد حرکت قطارها در آن لحاظ گشته است. همچنین در این مقاله، با هدف بازیابی تأخیر و دفع اثر اغتشاشات از کنترل‌کننده­ پیش‌بین غیرخطی استفاده شده و ورودی کنترلی در جهت کاهش تأخیر زمانی در هر مرحله تولید و به زمان سفر قطارها در فاصله بین ایستگاه‌ها اعمال می­شود. در فرایند طراحی این کنترل‌کننده، تابع هزینه­ای بر مبنای کاهش تأخیر زمان اعزام قطارها و همچنین افزایش رضایت مسافران مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین با هدف ایجاد امکان پیاده‌سازی واقعی، نقش قیود و محدودیت­های واقعی بر روی سیگنال کنترلی و سرفاصله زمانی اعزام قطارها در فرایند طراحی کنترل­کننده لحاظ شده است. درنهایت نتایج شبیه­سازی به‌منظور نمایش صحت عملکرد مدل پیشنهادی و همچنین عملکرد موفق سیستم کنترل پیش‌بین غیرخطی ارائه شده است.