随着我国高速铁路逐渐成网和人民生活水平的不断提高,长距离旅客的出行需求不断提升,使得跨线客流比重日益增加。为了方便旅客的出行,跨线列车的开行比例也在不断提升。跨线列车的开行一方面能提高客流输送直达率,但同时也会对主干线路的通过能力产生较大的影响,因此,有必要优化跨线列车的开行比例和开行距离,平衡客流输送效用和能力利用。本文分析了跨线列车开行对线路通过能力和客流输送的影响因素,并建立了基于列车运行图能力提升的跨线列车开行方案优化模型,在列车运行图的铺画过程中通过灵活选择跨线列车的起讫点,确定跨线列车的合理开行距离和开行比例,实现通过能力利用和客流输送效用的平衡。论文提出了分时段逐步优化算法对模型进行求解,最后以京沪高速铁路为例验证模型及算法的正确性,具体研究内容如下:1.从列车速度差、停站差异、上(下)线可调整时间域和列车运行图稳定性四个角度分析了跨线列车开行对线路通过能力的影响;并基于京沪高速铁路开行现状,剖析了跨线列车开行的车流匹配程度以及对通过能力的影响,为模型的建立提供了理论基础。2.建立了基于列车运行图能力提升的跨线列车开行方案优化模型。在列车运行图的铺画中构建跨线列车起讫点灵活选择约束,综合考虑跨线列车上(下)线可调整时间域、换乘接续时间、区间运行时分、停站时间、安全间隔、列车区间运行顺序和天窗时间等约束,确定合理的跨线列车开行数量和开行距离,优化线路通过能力和客流输送效用。并针对大规模实际案例,提出了分时段逐步求解算法。3.以京沪高铁及其衔接线路为案例进行研究,运用本文建立的模型和算法,计算不同参数设定下的跨线列车开行情况及相应的客流输送效用与通过能力利用情况,总结分析上(下)线可调整时间域、换乘接续时间、起讫点备选集和起讫点权重四个因素对客流输送效用和线路通过能力的影响。在此基础上,提出了京沪高速铁路跨线列车开行优化建议。本文共含图33幅,表23个,参考文献62篇。