铁路运输安全是我国铁路总公司正常生产运营的必要条件，是确保我国铁路乘客及各车站工作人员人身安全的基本前提，也是我国铁路运输生产系统及铁路设备正常运作的重要保障。正常情况下的铁路运输安全可以得到基本保证，然而在非正常情况下，一旦对故障问题处理不当很容易造成行车事故的发生，影响铁路安全运输。因此，为了提高非正常情况下车站作业安全能力，开发一套非正常情况下车站作业模拟系统。本文首先对国内外现有非正常情况下车站作业模拟系统进行分析，总结现有模拟系统存在的不足，提出论文研究目的、意义及车站作业非正常情况下CTC集中模式的研究意义。并通过归纳非正常情况下车站作业存在的问题及如何加强非正常情况下车站作业安全对策，提出开发非正常情况下车站作业模拟系统的必要性。其次，本文在大量收集分析各车站非正常情况下车站作业资料的基础上，总结各车站在接发列车及调车作业过程中发生的所有故障情况。对各种故障情况建立数据模型，并根据数据模型及其解决办法定义出故障类型相同或相似的故障模块，通过分析故障模块中各类故障的办理办法及办理办法之间的关联，总结出各模块的实现逻辑及各类故障之间通用的操作规律。达到车站各种设备故障及其他非正常情况的灵活组合，并实现各种处理规则，使模拟系统能够模拟任何车站的作业。非正常情况下车站作业模拟系统由现场模拟系统、信号员培训系统和值班员监控系统组成。现场模拟系统主要模拟现场情况为信号员培训系统设置故障，信号员培训系统接收现场模拟系统传递的故障信息并按照非正常情况下车站作业规范处理各种故障情况，值班员监控系统完成对设备故障设置及办理过程的实时监控。每个子系统均设计了完善的控制台界面，并通过UDP通讯技术实现三个子系统之间的信息交换。非正常情况下车站作业模拟系统使用SQL Server完成数据库中数据的处理，并通过IBATIS技术实现控制台界面与数据库之间数据的读取与存储。系统设备故障共分五个故障模块，分别为：信号机故障模块、轨道电路故障模块、道岔失去表示故障模块、故障组合模块和其他故障模块。这些故障模块不仅实现了所有故障情况，还涵盖了两种设备同时发生故障的情况。最后，非正常情况下车站作业模拟系统开发完成后，本文对该系统进行了详细的测试，巩固了系统的稳定性，方便系统在各路局车站的推广使用。在此基础上，分析CTC调度集中系统中非常站控模式下的车站作业，提出CTC非常集中模式理论，并通过研究逆向进路搜索算法，分析车站作业在CTC非常集中模式下设备故障的自动处理逻辑，实现车站作业模拟系统在正常情况下及特定故障种类情况下的自动化。