当前,我国高速铁路建设进入到了飞速发展的黄金期,“八纵八横”高速铁路网络骨架正逐步加密成型。高速铁路大站作为铁路运输网络中的重要组织和生产单位,其作业的有序平稳运行直接影响着铁路全线的高效运转。本文针对我国高速铁路的实际运营现状,考虑到车站到发线与咽喉区进路间的强关联性,结合高速铁路大站行车作业的特点和难点,建立适用于我国国情的咽喉区与到发线综合优化模型。具体工作内容如下:（1）对高速铁路车站相关作业的特点进行简要分析,细致梳理了站内各类行车作业的办理流程,并对咽喉区和到发线分配过程中涉及的相关要素展开说明,得到高速铁路车站咽喉区与到发线综合应用的本质是为站内作业列车指派无时空冲突的咽喉区进路和到发线。（2）利用道岔分组的原则,对车站咽喉区相邻道岔间的制约与互联关系总结归类。在此基础上,构建车站网络拓扑图,并利用基于启发策略的搜索算法实现进路表的快速搜索。同时,针对进路冲突产生的必要条件,对冲突疏解的原理进行具体说明。考虑到路网环境的复杂性和车站有限设备资源的不可存储性,通过分析既有研究中的优化指标,建立以提高车站作业的鲁棒性和到发线资源占用的均衡性为目标的整体优化模型。此外,模型还综合考虑了行车资源约束、运行计划约束、同站台到发线占用约束和换乘约束,并制定仿真算例验证模型的正确性。（3）针对高速铁路大站多目标优化模型,对带精英策略的非支配排序遗传算法（Nondominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ）的局限性进行阐述,在非支配等级和拥挤度的基础上引入了斜率参数,提出基于斜率优化的改进型NSGA-Ⅱ算法,并对改进算法在车站咽喉区与到发线分配中的实际应用展开说明。（4）鉴于既有的实例研究大多针对中间站,对折返作业繁多的尽头站研究较少,故本文选取典型尽头大站——北京南站高速场作为研究实例,并对基于斜率优化的改进型NSGA-Ⅱ算法的设定参数进行分析。通过对实例求解,快速获取了优化后的咽喉区进路与到发线分配方案。为了进一步判断优化方案的应用效果,本文从10个帕累托最优解中选取一个折中方案,对比分析了优化前后的指标变化。结果显示,优化后的均衡性和鲁棒性较原方案分别提高了24%和46.5%。据此,验证了模型的可行性以及改进算法求解大规模案例的高效性。图43幅,表18个,参考文献64篇。