高速铁路能力是衡量公众运输服务满意度的重要指标,CTCS-2级、CTCS-3级列车运行控制系统是提高能力、确保高速铁路安全运营的关键技术。因此研究不同CTCS等级下高速铁路能力分析方法具有重要意义。目前,国际上普遍采用UIC406闭塞时间窗压缩方法进行能力分析,大多关注缓冲时间的设置,但其中不同ETCS等级下的能力评估具有很大借鉴意义。国内高速铁路基于UIC406现有研究中,多从运营角度出发,较少分析信号系统对能力的影响。此外通过调研,国内设计部门依旧沿用干线铁路基于牵引计算软件的方法将区间和车站能力分别计算,且未考虑信号系统控车模型及相关工作流程的影响,造成实际与理论偏差过大;运输部门仅依据设计部门提供的各车站瓶颈值编制计划运行图,可参考信息较少。因此,本文基于UIC406,考虑信号系统控车模型及其响应时间等相关能力分析影响参数,提出了CTCS-2、CTCS-3等级下进行高速铁路区间-车站一体化设计能力分析的方法。首先,本方法针对UIC406未提及的多侧线作业时闭塞时间窗压缩的问题,提出了多侧线车站作业分区划分原则;并建立了CTCS-2、CTCS-3级下不同分区类型和不同作业场景的闭塞时间模型,全面考虑了信号系统控车模型、各子系统间工作流程、信号设备反应时间及实际作业中人机交互时间等;针对压缩时同一列车占用分区不连续的特点,引入Max-plus Automata模型进行能力计算。其次,本方法提出了高速铁路瓶颈环节和区间-车站一体化能力分析模型:针对全线可能的瓶颈环节(车站和线路所),从最不利列车间隔和最不利平均最小列车间隔两个指标来分析,从而确定全线瓶颈值,同时输出最不利进路占用计划及最不利车型;针对区间-车站进行一体化分析,将基于闭塞时间窗的初始列车运行计划进行压缩及冲突检测,得到最不利区间-车站一体化运行计划。最后,本文以京沪高速铁路北京南-济南西区段下行方向为例,应用上述方法对CTCS-2、CTCS-3级下可能的瓶颈点进行能力分析,验证北京南站为全线瓶颈且发车能力与实际基本一致;进一步进行区间CTCS-3-车站CTCS-2一体化能力分析,通过与实际时刻表比较,验证了本方法的适应性;进而进行区间CTCS-3-车站CTCS-3分析,比较了不同CTCS等级对能力的影响。综上,本方法可以精确定位全线瓶颈环节,科学准确评估设计能力,在所形成的区间-车站一体化运行计划中直观看到全线各分区能力裕量,为后续计划运行图编制提供有力的数据基础;同时利用本方法,在各分区闭塞时间模型中增加运营裕量模型,根据不同的计划需求即可形成更为科学准确的计划运行图。