客运专线车站是客运专线系统与社会、市场联系的纽带,是客运专线网络的节点和中枢,客运专线车站有序、高效的作业是充分发挥车站设备能力的重要保证,进而影响着整个系统的旅客运输能力。在我国如火如荼的进行客运专线建设的国内环境中,对客运专线车站作业组织的研究、对客运专线车站能力、设备等关系的研究是非常有必要的。铁路运输系统仿真是设计和建立某铁路系统的计算机模型来代表真实系统,并利用该模型对真实系统行为变化进行数字模拟实验,以达到对该系统在某些给定条件下的动态行为进行分析和了解的目的,它具有成本低、无风险、效率高、信息采集方便等优点。本文结合铁路运输组织、最优化理论、系统工程学、系统仿真理论、计算机技术等学科的相关理论。对客运专线车站作业系统进行了系统的研究。本论文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)总结了国内外铁路运输系统仿真软件的发展现状,将系统仿真理论在铁路运输系统仿真中的应用进行了研究;详细的分析了铁路运输系统仿真的原理及特点,研究了铁路运输系统仿真的方法、步骤以及有效性检验方法。(2)以大型始发终到站为例详细分析了客运专线车站作业过程及特点,分析了车站作业系统仿真方法,建立了基于离散事件系统仿真理论的客运专线车站作业系统仿真模型,并对模型中实体及其属性、事件活动、过程、状态进行了深入研究,提出了系统仿真策略。(3)对客运专线车站作业实时仿真算法进行了分析,提出了本论文所研究系统仿真算法要求,对车站到发线运用问题进行了研究,深入研究了车站咽喉区进路排列问题,结合运输组织学、最优化理论等建立了车站咽喉区进路排列模型并针对其设计了与仿真系统相配合的高效优化算法。(4)在本文所进行的理论、模型、算法等研究的基础上开发了客运专线车站作业可视化实时仿真系统(Station Opcration Sim-system)。(5)分析了客运专线车站能力的各种影响因素,提出了运用客运专线车站作业仿真系统计算客运专线车站通过能力的方法,研究了车站设备配置如到发线数量、咽喉区布置对车站能力的影响,运用本文所开发车站作业仿真系统对到发线数量与车站能力关系问题进行了深入的仿真研究。论文从理论到应用对客运专线车站作业系统仿真进行了较为系统的研究,以期能为我国客运专线建成运营后的运输组织及研究提供一定的理论支撑和数据支持,为往后进一步的铁路运输系统仿真研究打下一定的基础。