高速铁路闭塞分区布置是线路设计的重要环节,会直接影响线路运营安全和运输效益。在长大坡道条件下,列车的安全制动与追踪运行效率之间的矛盾更加突出,因此开展高速铁路长大坡道区段闭塞分区布置方法研究,实现列车运行速度、闭塞分区长度和列车追踪间隔之间合理匹配,可有效提高线路通过能力和运行效率,对于高速铁路运营安全和运营质量具有重要意义。本文在分析和借鉴国内外关于闭塞分区相关问题研究成果的基础上,通过构建数学建模来解决高速铁路长大坡道区段闭塞分区布置问题,并以我国西成高铁的长大下坡段为背景进行了算例研究。首先以现有的列车牵引计算理论及模型为基础,进行了长大下坡道条件下动车组受力分析及制动距离的计算方法研究。接着归纳了准移动闭塞制式下的列车区追踪间隔模型以及高速铁路各类列车追踪间隔时间的计算方法,并展开列车追踪间隔与运输能力相关性分析。然后,对长大下坡条件高速铁路闭塞分区布置问题的难点进行了详细分析,研究在该条件下进行闭塞分区布置所需考虑的各项因素以及各因素间相互制约的关系。接着,对闭塞分区布置过程中所需要的相关量进行了数学描述,并将闭塞分区划分的目标和影响因素转化为模型的目标函数及约束条件,建立了以线路设备成本作为先决输入条件,且以列车追踪间隔时间最小为目标函数的数学模型。根据模型的特点,设计了实数编码的遗传算法进行计算求解。最后,采用西成高铁新场街至鄠邑高坡区段实际数据,以本文所提出的高速铁路长大坡道区段闭塞分区布置方法进行仿真验证,表明了模型的有效性。该方法可为未来的高速铁路长大下坡道设计和安全行车提供参考,还能够应用于高速铁路信号设计与改造。