截至2016年底,全国高速铁路营业里程已达到2.2万公里,占世界高速铁路总里程的60%以上,已基本形成"四纵四横"高速铁路网。但是高铁运输通道(如京沪通道、京广通道等)的运输能力日趋饱和,已经难以满足旅客出行需求的急剧增加。高铁大站作为高速铁路运输网络中的关键节点,已成为抑制大型通道通过能力增强的瓶颈所在。为了进一步挖掘高铁大站的能力,提升高铁通道运输能力,本文提出了一套以时空网络理论为基础的车站作业计划一体化编制方法。本文首先对高铁大站车站技术作业问题进行详细分析,得出了车站技术作业的核心部分是车站咽喉的进路选择和股道应用问题,其实质可以转化为一个有限资源的时空分配问题。因此,本文利用时空网络理论对该问题进行了描述和分析。其次建立了基于时空网络的以列车晚点时间最小为目标的车站咽喉进路选择及股道运用一体化模型,设计小规模算例进行验证,通过优化软件GAMS编程求解,为最终求解大规模实际案例做理论支持。根据实际问题的特点和求解规模,对常用算法适用性进行分析,设计了以拉格朗日松弛算法为基本框架的求解算法,利用C#编程实现。最后,基于天津站的现场真实数据,利用本文提出的模型与算法进行了高峰时段(14点-16点)的车站技术作业计划编制。为了对比分析本文的模型与算法,本文所采用的运行图基础数据包含两种:1)既有运行图;2)满表图(在既有运行图上最大可能的添加运行线后的运行图)。对于第一种数据,本文方法可以在3分钟内自动完成大站作业计划的一体化编制,而且自动一体化编制结果与人工编制结果相似,但效率更高;对于第二种数据,如果利用人工编制方法,已无法完成车站作业计划编制,但采用本文模型与算法仍能自动对列车冲突进行疏解,只是其中某些列车在大站上存在晚点。因此基于上述两种数据,本文方法均能有效地自动编制大站作业计划。上述案例充分体现了本文所提出的模型的正确性与算法的高效性。