到发线运用是车站工作组织的关键环节，关系着车站作业效率与路网通畅性，为保证列车在站运行的安全以及接发车工作的顺利，必须做好高速铁路车站到发线运用优化与调整工作。本文将列车晚点下高速铁路车站到发线运用调整问题看作一个有限资源的时空分配问题，提出了基于累积流变量的到发线运用调整模型与基于拉格朗日松弛的求解算法。主要工作包括以下几个部分：
　　(1)分析了高速铁路车站到发线运用相关问题。首先，描述了高速铁路车站列车技术作业过程。其次，分析了高速铁路车站到发线运用优化需考虑的相关问题。再次，对列车晚点下高速铁路车站到发线运用调整相关问题进行了分析。最后，介绍了高速铁路车站到发线运用时空网络的构建方法。
　　(2)构建了列车晚点下高速铁路车站到发线运用调整模型。通过“资源”占用描述了追踪间隔时间、到发线占用安全间隔时间以及咽喉区进路占用时间，引入了累积流变量来表示资源占用状态变量，通过累积流变量刻画了列车占用咽喉区进路与到发线的过程，利用资源占用唯一性约束来表示传统的追踪间隔时间约束、到发线占用安全间隔时间约束以及咽喉区进路占用时间约束，构建了列车晚点下高速铁路车站到发线运用调整0-1整数规划模型。
　　(3)设计了基于拉格朗日松弛的列车晚点下高速铁路车站到发线运用调整模型求解算法。首先，把四类资源占用唯一性约束松弛到目标函数中，将松弛问题分解为单列车最小费用路径问题。其次，构建各列车在站走行时空网络，利用最短路算法求解单列车最小费用路径问题，得到原问题的下界。再次，利用解的可行化方法得到原问题的上界。最后，通过次梯度算法迭代更新拉格朗日乘子，并重复上述步骤从而更新原问题的上、下界，直到满足算法终止条件，以当前最优上界作为原问题的最优解。通过C＃实现算法并求解小算例，其结果与CPLEX求解结果相同，验证了算法的正确性。
　　(4)以济南西站为例进行了案例分析。首先，以济南西站某天的列车接发信息为基础，确定模型所需数据与相关参数。其次，利用本文所设计算法微调原计划列车到发线运用方案以满足约束。再次，设定晚点场景，在运行图层面根据追踪间隔时间调整列车到发时刻，获得到发线运用过渡方案。最后，在过渡方案基础上，利用本文所设计算法求解列车晚点下高速铁路车站到发线运用调整模型，得到调整方案。结果表明，共调整了30列车，其中24列车调整了到发时刻，6列车调整了到发股道。