本文以提升高速铁路通过能力为目标,从国内外高速铁路通过能力运用对比、通过能力影响因素分析、通过能力技术措施及可行性论证、列车开行方案与通过能力运用协同优化、典型线路通过能力提升等方面,开展了相关研究工作。本文分析了国内高速铁路通过能力运用与国外的差异,提出对我国高速铁路通过能力提升的启示;通过列车追踪间隔、列车种类及比例、列车区间运行时分、列车停站次数和时间、天窗时间和类型、站间距离、车站到发线等方面的研究解析了高速铁路通过能力的影响因素;针对提升高速铁路通过能力的技术措施及可行性进行全面论证,从运输组织模式、列车间隔时间、高中速列车比例、车站咽喉区长度、过岔速度、信号联锁条件等方面提出提升通过能力的技术措施,本文采用动态仿真与理论计算相结合的方法,论证了优化措施的可行性;深入研究了列车开行方案与通过能力运用的协同优化,分析列车种类、列车开行比例、长短途列车开行顺序等列车开行结构的优化,建立基于节点服务频率的停站方案优化模型,解决停站与客流相匹配问题,通过周期性列车运行图的混合整数规划理论与方法,论证周期性开行模式对提升高速铁路通过能力的效用。根据以上研究成果,选取京沪高速铁路为典型案例,以实际客流需求、线路技术条件为基础,编制周期性列车开行方案,并铺画周期性列车运行图,经指标对比有效提升了京沪高铁通过能力,为我国高速铁路通过能力优化运用提供了理论和参考方法。