编组站是铁路货物运输网络中的重要节点,其作业质量关乎整个铁路货运系统的服务水平和盈利规模。本文针对编组站作业的关键耗时环节,即解体、集结、编组作业的组织安排,运用现代数学规划手段进行协调优化研究。论文的核心工作有以下几个方面:基于国内外学者在编组站作业优化领域的既有研究成果,从编组站设施设备的功能布局和技术作业特点出发,定义了编组站解编作业协调优化问题的边界和内涵,明确了目标问题的关键决策为:合理安排驼峰、调车机车等设施设备的作业时序,科学规划调车场存车线的使用方案,为出发列车提供满足编组计划要求的接续车流,以确保出站列车具备满轴、正点、不违编的发车条件。将编组站解编作业流程视为一个排队系统,以所有货车在站总停留时间最短为优化目标,借助累积流变量从时空依赖性的资源占用角度,剖析编组站解编作业系统中研究对象的运动过程、设施设备的状态变化以及各作业层级间的协同关系;综合考虑列车解体、集结、编组、出发各个环节的车流接续和约束条件,构建了基于累积流理论的编组站解编作业协调优化模型。设计了基于容斥原理的动态规划算法解决调车场股道运用问题,将最坏情况下的时间复杂度降低至O（nd2d）。该算法不仅能输出取最优解时排列所有车组需占用的股道数量,还能给出具体的货车→股道配列方案。此外,通过与既有方法的对比测试,证明本文所述算法在求解调车线运用问题的算法效率层面具有一定优势。针对编组站解编作业协调优化问题的复杂属性,提出了一套逻辑完备的求解范式,囊括精确求解、线性松弛、可行域切割、启发式规则四种求解策略。其中精确求解方法是借助商业求解器编程运算;线性松弛方案是对模型中的三个关键0-1决策变量逐个或全部进行线性化处理来提升算法效率;可行域切割方案是仿照单级无资源约束生产批量计划问题的有效不等式结构,设计针对编组作业过程的有效不等式,弱化线性松弛导致的非整数解问题;启发式方案是基于最早预定交货规则预确定部分待解车列的解编作业次序,缩减解体顺序决策变量的取值范围,达到加速求解的目的。最后,构造了六组不同规模的数值实验对本文提出的模型和算法进行验证,对比分析各方案的运算结果并评判各方案针对实际问题的适用性和优劣性。本文共计图43幅,表33个,参考文献134篇。