自2008年京津城际铁路开通以来,我国高等级客运铁路的发展步入了快车道。到2013年底,我国客运专线运营里程已突破1.1万km,成为世界上运营里程最长、商业化运营速度最高的国家。客运专线作为目前速度最快的铁路客运服务,有理由实行更精细、科学的管理。因此,研究建立车站作业管理与运输组织过程实验分析模型具有重要的现实意义。客运站是旅客列车到发、旅客乘降中转的场所。客运专线上,与列车相关的作业有到发、通过、折返等作业,与旅客有关的作业有侯车、乘降、换乘等;同时,还有与列车整备有关的作业如出入段、维修养护等。车站作业组织水平直接反映了客运专线的服务水平、服务质量和管理水平,也直接影响客运专线运输能力的发挥,是运输系统复杂性的集中点。车站作业过程的质量不仅与外部运输任务有关,还受车站本身设备数量与站场布局的制约。因此,研究车站作业与车站设备数量、站场布局之间的关系,建立一定车站设备布局方案下的运输过程实验分析模型,分析、评估与车流分布有关的车站道岔、到发线等关键设备的运用效率,不仅可以为客运专线新站的规划和设计提供依据,还可以为车站运营组织方法和车站改造的优化提供技术支撑手段。本文结合我国客运专线的具体特点,从车站设备运用与综合评价的角度出发,在传统的车站能力计算理论的基础上,利用牵引计算技术,建立了客运专线的车站关联网络模型;在此基础上,分析了列车在车站线路上运行以及站内接发车过程,建立了列车运行图一定条件下车站设备运用计划的编制及其优化模型;通过分析计划执行与设备利用之间的统计规律,建立了车站作业与设备布局方案的评价模型;并对给定案例进行实验分析。具体工作包括以下几方面:(1)车站作业网络模型构建利用计算机技术,实现了车站及周边网络关系描述的数字化;通过搭建有效的网络模型,在刻画设备间相互关系的同时,建立了设备网络工务和电务数据描述模型。这些模型为分析和评价车站设备布局与车站作业任务间的关系奠定了基础。(2)车站作业计划编制及优化模型在给定各衔接方向列车运行计划即列车运行图的基础上,建立了列车在车站内各项作业的计划编制与优化模型;同时,建立了给定多方向条件下的动车接续计划编制模型,该模型考虑了动车段配置方案,可以参考车辆维修计划编制动车出入段计划,为动车计划的可行性论证提供了手段。(3)给定运行图条件下的车站到发线运用计划编制模型根据车站设备布局设计方案,研究建立了给定运行图条件下的车站到发线运用计划编制模型,提出了道岔、到发线等关键设备利用水平的评价指标,并提出了对到发线利用进行优化的遗传算法。(4)车站作业过程分析实验方法以列车牵引计算技术为基础,建立了可考虑车站行车信号约束的作业过程分析实验;该模型可以分析评估列车在信号系统下准时运行的可靠性,也可以分析晚点列车在遵守信号规则的前提下节时运行的可行性,为车站作业计划的时间管理提供了手段。(5)车站作业计划与设备利用综合评价模型在前述模型基础上,提出了列车在车站运行的统计指标,采用灰色关联分析,分析了车流结构与道岔、到发线运用间的内在联系,该模型可评价车站作业计划与车站设备布局间的匹配度。