铁路运输与其他运输方式相比具有运量大、运输成本低、速度快、绿色环保等优点。货物列车编组计划是铁路货物运输组织的基础性技术文件,决定路网上所有重空车流如何从发站输送至到站,是影响铁路货物运输效率最重要的关键因素。因此,列车编组计划优化问题具有非常重要的现实意义。本文以路网列车编组计划为研究对象,在总结分析国内外相关研究成果的基础之上,对路网列车编组计划优化问题进行了探索。论文具体工作和结论如下:(1)对列车编组计划相关理论进行了研究。首先,对列车编组计划的概念、编制原则和编制流程进行介绍,在此基础之上对货物列车编组计划涉及到的关键因素进行了分析,最后通过对路网列车编组计划问题规模的讨论,说明了其求解的复杂性,为路网列车编组计划优化模型的建立奠定了基础。(2)建立了路网列车编组计划0-1整数规划模型。将列车编组计划问题转化为网络优化问题,基于图论的相关概念对问题进行抽象,以集结时间成本、运行时间成本、中转时间成本之和最小为目标建立路网列车编组计划优化模型。设计了小规模路网的算例,采用数学规划软件Lingo编程求解,通过该算例验证了模型的正确性。(3)基于分支定价算法的求解算法设计和实现。针对模型的特点,基于分支定价算法的基本思想设计了求解算法,具体包括模型的D-W分解策略、初始可行列的生成、限制主问题的求解、价格子问题的求解以及分支策略的设计。采用C#语言对算法编程实现,并通过对小规模路网的求解验证了算法的正确性以及求解效率。(4)基于实际路网的列车编组计划案例计算与结果分析。基于路网性编组站对全国货运铁路网进行简化,得到了包含14个大型编组站的简化路网,采用实际货运需求数据对简化路网的列车编组计划进行了求解,并从可行性、优化效果和算法效率三个方面对结果进行了分析,证明了本文提出的模型和算法具有一定的实用价值。另外,通过对包含40个编组站的较大规模路网的求解,证明本文提出的优化方法在路网规模进一步扩大情况下依然具有较好的优化效果。