高速铁路具有运量大、乘车舒适、绿色环保等特点,是现代交通体系的重要组成部分。随着铁路运输总发送量不断攀升,运输能力与运输需求之间的缺口依然存在,而实现列车的编队运行是提高运输能力的一种重要方法。在错综复杂的高速列车运行条件下,设计合理的列车编队运行控制策略具有重要意义。因此本文围绕列车编队运行控制问题展开研究,基于固定时间控制,分别对列车编队巡航运行模式、列车编队重组和不同列车混合编组的列车编队运行控制方法进行了详细的设计,并相较于PID控制和预设性能控制等方法能够提供系统收敛时间的显式估计,主要工作内容如下:首先,研究了弹性间隔下的列车编队分布式固定时间巡航控制问题。根据移动闭塞软撞墙运行模式,建立了列车编队追踪间隔的计算模型。分析了列车编队的发车间隔与编队追踪间隔的关系,给出了最小发车间隔的计算方法。考虑编队内列车之间的耦合关系使得列车的位置和速度受到约束,设计了列车编队分布式固定时间巡航控制器,提出了一种虚拟参数自适应估计的方法,解决了不确定外部阻力和复杂线路条件在列车编队动力学模型中引起的不确定性问题,实现了列车从不同的初始速度在固定时间内趋于一致,并且保持稳定的编队巡航运行。其次,研究了基于固定时间的列车编队重组方法。考虑后行列车加入列车编队,使得列车编队进行重组,提出了一种基于固定时间控制的列车编队重组方法。分析了新增列车以不同策略加入列车编队的优劣,设计了新增列车以尾车的身份加入列车编队控制策略。待入编的列车采用切换控制策略,依据其与列车编队的追踪距离大小分为加速缩距、降速调整和协同控制运行三个阶段加入列车编队,完成列车编队的重组运行。最后,研究了由不同列车混合编组的列车编队分布式固定时间控制问题。考虑列车编队由不同列车组成,列车的定员质量以及列车的牵引制动性能均有所不同,设计了一种异质列车混合编组的列车编队分布式控制方法。经分析发现列车编队内的列车存在共同的运行目标,即列车的速度和追踪间隔达到一致,基于此,为列车编队内每列列车设计了分布式固定时间观测器,实现在固定时间内估计出领跑列车的目标速度曲线。然后设计了列车编队分布式跟踪控制器,使得列车能够在有限时间内精确追踪目标速度曲线,实现了列车编队的协同运行,通过仿真算例验证了该方法能够实现不同列车混合编组的列车编队协同运行。图72幅,表2个,参考文献91篇。