1、為了盡可能有效利用鐵路的基礎設施，很多學者對鐵路通行能力進行了廣泛深入地研究。然而，由于高速鐵路與普通鐵路在很多方面存在的巨大差異，對其能力的估計仍是具有重要價值且富有挑戰(zhàn)性的工作。基于此，本文分別從提高乘客時空可達性、保證列車運行可靠度和追求最短總旅行時間的角度，基于數(shù)學優(yōu)化方法與計算機仿真方法對高速鐵路通過能力進行研究，具體如下:
　　本文在詳細分析影響高速鐵路能力的因素后，將它們按照性質(zhì)分類并建立了各個單因素對高速鐵路能力的

2、影響函數(shù)。出于高速鐵路客運的基本性質(zhì)要求，本文將乘客時空可達性、列車運行可靠度和總旅行時間作為高速鐵路能力的重要影響因素。其中，本文采用數(shù)學優(yōu)化方法分別對乘客時空可達性和列車運行可靠度兩個方面影響下的高速鐵路能力進行了建模和求解。同時提出了追求最短總旅行時間條件下的多智能體仿真技術(shù)針對高速鐵路列車運行過程的建模，使用多智能體仿真軟件NetLogo，基于京滬高速鐵路算例對模型進行了仿真實現(xiàn)，證明了方法的可行性、準確性和適用性。
　　

3、本文的主要研究內(nèi)容和成果包括以下幾個方面:
　　(1)考慮乘客時空可達性的高速鐵路能力優(yōu)化模型
　　乘客時空可達性既反映了鐵路網(wǎng)絡的服務能力，也反映了乘客對鐵路網(wǎng)絡運輸能力的感知。所以，乘客時空可達性是建立高速鐵路能力優(yōu)化模型的重要考慮因素，具體表現(xiàn)在列車運行圖確定的條件下如何盡可能使乘客在出行時間預算內(nèi)實現(xiàn)空間位移。本文以最小化運行圖中不可達OD的數(shù)量為目標，構(gòu)建了基于時空可達性的高速鐵路能力優(yōu)化模型。采用拉格朗日松弛算法

4、來實現(xiàn)模型的求解，以京滬高速鐵路為例分析了其在考慮乘客時空可達性條件下的能力。
　　(2)考慮運行可靠度和乘客舒適度的高速鐵路能力優(yōu)化模型的建立及求解
　　本文在考慮中國高速鐵路實際情況的基礎上，充分考慮乘客服務水平與列車運行可靠度等因素來構(gòu)建模型。詳細分析了目標與約束，提出了一個兩階段優(yōu)化模型。第一階段的模型通過乘客的OD需求以確定所需列車的數(shù)量與等級;第二階段的模型是多目標整數(shù)規(guī)劃模型，用以估計高速鐵路通道的能力。采用分

5、支定界法對模型進行求解，并通過京滬高速鐵路進行了算例分析，得到了可行解。結(jié)果表明乘客服務水平和運行可靠度之間的不同權(quán)重系數(shù)對模型的最優(yōu)解有重要影響，是實際運輸組織中需要考慮的重要因素。
　　(3)基于多智能體仿真技術(shù)的高速鐵路通過能力驗算
　　本文分析了列車追蹤運行過程以及追蹤參數(shù)，基于多智能體仿真技術(shù)提出了高速鐵路運行過程的多智能體模型。設計了路網(wǎng)智能體、線路智能體、車站智能體及列車智能體，為更加精細化、更加貼近實際地描述

6、高速鐵路列車運行過程提供了一種可行的方法，從而在高速鐵路通過能力的計算中起到了支撐的作用。在此基礎上本文設計了基于多智能體的高速鐵路通過能力計算的仿真流程、仿真流程的監(jiān)控指標體系?；诰咚勹F路實際運行參數(shù)，使用多智能體仿真軟件NetLogo，對多智能體模型進行了仿真實現(xiàn)。采用了動態(tài)調(diào)整的發(fā)車間隔時間，之后分析了列車平均速度、平均停站時間以及平均晚點時間等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。最終，得到了考慮最佳服務品質(zhì)的列車最大通過能力。
　　從三種角度