安全线是一段用于保障行车安全的线路。安全线过短不能保证列车运行安全,过长则会增加建设成本和设计难度。特殊地,接续折返线末端形式的安全线影响了折返线的长度,进而影响折返能力的大小。因此设置合理的安全线长度能有效地节省施工成本,保证列车的运行安全,提高运行效率。现有市域铁路设计规范中要求安全线长度不小于50m,不同线路的安全线长度设置存在一定的差异性。结合不同的列车运营场景和车站线路设置安全线的长度具有更高的合理性,能够有效填补安全线长度设计的技术空缺。本文依托广州地铁设计院项目“市域快线快慢车运营组织下车站安全线长度的研究与应用”,结合市域铁路的特征,针对市域铁路安全线长度及折返能力计算进行了研究。理论部分研究包括:(1)研究基于IEEE1474.1安全制动模型CBTC模式下制动距离计算方法,解析列车在制动过程中的运行过程,建立了在不同情况下基于安全制动距离的安全线长度计算模型;(2)研究基于折返能力计算方法,分别分析安全线长度对站前折返和站后折返的影响,建立安全线长度与折返能力的关联关系;(3)提出了验证仿真结果的方法。安全线和折返能力的理论分析为后续仿真系统的搭建和功能模块设计提供了充足的理论基础。基于理论部分的结论,对仿真系统进行详细的总体需求和业务需求的设计,根据理论部分的算法设计了仿真系统的总体结构和工作流程,介绍了仿真的工作原理,对仿真系统的界面部分、数据库系统以及仿真相关的功能模块做了详细的设计,阐述了相应算法的实现方法。基于Visual Studio 2013开发环境使用C++编程语言实现了系统各项的功能和界面设计,包括MFC框架下的操作主界面设计、模块窗体设计以及编程实现安全线和折返能力计算方法;并通过ADO操作技术实现了仿真系统与Access数据库的联合开发,以统一管理各项静态基础数据。同时使用文件流技术和Active X控件类的图形技术实现仿真数据的文件存储以及曲线绘制和图片输出的功能。本文利用搭建的仿真系统以福州至长乐机场线上的典型站——福州火车站和大鹤站为例,研究在不同的运营场景、使用不同厂家的列车车载设备以及不同车辆编组的情况下,根据安全线计算模型计算并输出最优安全线的长度;并在最优安全线长度的设置情况下,计算车站所具备的折返能力的大小。结果表明,在不同的车站场景以及列车参数配置的情况下,其最优的安全线长度的计算结果也存在差异;通过计算折返能力验证了安全线长度与折返能力的关系。同时论证了仿真系统能够满足在不同场景下安全线的仿真设计和折返能力的计算需求且计算结果可靠,具有良好的工程应用价值。论文中共有图55幅,表22个,参考文献68篇。