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行车调度是铁路运输系统的核心组成部分,关系到列车的安全、准点运行。本文在对Petri网理论进行研究的基础上,将Petri网理论与分析方法引入行车调度的研究中,并提出了混杂颜色Petri网(HCPN)的概念。主要内容如下:1)简要概述了列车运行调度问题的研究背景,通过对国内外的研究方法进行比较的前提下,将Petri网理论及分析技术引入到此问题的研究中。2)介绍了Petri网的基本理论及建模方法,包括基本形式Petri网的定义、运行规则,以及Petri网的特性等,并对扩展Petri网中着色Petri网的定义做了介绍。3)通过对列车运行过程的分析,指出列车运行调度过程是一个混杂系统,并在基本着色Petri网基础上,提出了HCPN的形式化定义,此定义中既包含连续库所,又包含离散库所。通过将列车看作连续库所的托肯,资源看作离散库所中的托肯,建立基于HCPN的列车运行调度模型,此模型可描述列车运行过程中必须满足的约束条件、列车调度行为,从而避免了其他论文中所涉及到的对控制器的设计。采用Petri网分析方法对列车运行调度模型在理论上进行分析,指出模型具有结构有界性、部分守恒性、活性等离散性质以及调度库所的作用,在理论上保证了模型的正确性。通过对模型的分析,得出列车运行调度问题的本质是一个最优控制问题。4)采用CPN tools仿真工具对所建模型进行仿真,仿真结果验证了模型中各变迁触发的逻辑控制关系的正确性,并通过得到的部分状态空间报告,对模型的部分特性进行了分析与验证,表明本文所建的预测模型是可行的。