货运重载化是我国铁路发展的一个方向。在短期内我国“北煤南运,西煤东调”的基本格局不会改变,这为铁路重载运输的发展提供了条件。随着我国客运专线的全面开始修建,也为铁路重载运输的发展提供了有利条件,可以进一步在繁忙的铁路干线上开行重载列车。本文在结合国内外重载运输技术研究现状;我国铁路重载运输的成就;我国重载运输存在的相关问题的基础上,针对大秦铁路运输能力提升的需要,提出大秦线4亿吨运输组织方案,并对重载组合列车运行图进行了仿真,提出基于四显示闭塞控制的适用于铁路系统的元胞自动机模型。论文的主要内容如下:(1)尝试分析铁路线路和站场、列车牵引、铁路车辆、供电系统、运输组织、装车能力、卸车能力各因素对重载铁路运输能力的影响。影响重载运输系统的因素是多方面的,必须协调匹配,优化组合。(2)介绍了重载运输组织方式的分类(包括单元式重载列车,组合式重载列车,整列式重载列车)及其适用条件。具体分析单元式重载列车组织方式的优点。单元式重载列车组织方式在大秦线上的运用,为我国重载铁路运输能力的提高起到重要作用。(3)分析了大秦铁路目前的运输组织情况,包括大秦铁路概况;大秦铁路与国外重载铁路运输组织的特点分析;大秦铁路现状分析;运营特征;通过对大秦铁路的煤炭运量现状分析和运量预测,可以看出对大秦铁路的运输能力扩大的必要性。重点对大秦线4亿吨运输组织方案进行分析,从几个方面进行具体论述:合理的列车开行方案;2万吨重载列车运输组织模式分析;混合方案线路输送能力计算;大秦线4亿吨扩能采用的运输组织模式;拟采用的运输组织方案;通过能力计算。为大秦铁路重载扩能项目提供了依据。(4)本文重点对重载组合列车运行图进行了仿真,提出基于四显示闭塞控制的适用于铁路系统的元胞自动机模型,并以大秦线进行了实例分析,研究了不同比例的列车构成、中间站间距和列车追踪间隔与铁路运输通过能力之间的关系,并实现了列车运行斑图的铺画。本文对大秦铁路运输组织的模式进行了研究,为重载运输的推广和发展提供借鉴,有助于在全国范围内形成重载运输的体系,走出我国自己的重载之路。论文的研究成果对我国铁路货物重载运输的发展具有一定的指导意义。通过建模和对模拟结果的分析,对固定闭塞在铁路运输系统中的推广和应用具有一定的意义,从而对提高铁路运输的运能具有一定的理论和实用价值。此外,用元胞自动机理论对铁路运输系统建模,为促进仿真效率高、仿真结果真实的仿真系统的开发作出了有益的探索,对促进综合交通流仿真与评价软件平台的构建具有重要的理论意义。