我国铁路自然灾害具有广泛性、频发性、多样性等特征,铁路事故与铁路公共安全事件也偶有发生。这些突发事件的发生,影响了铁路线路的通过能力,降低了我国铁路客货运输的安全性和效率,客观上需要研究突发事件条件下列车运行组织问题。另一方面,随着铁路尤其是高速铁路运营里程不断增长,我国铁路线路网络拓扑结构也在发生深刻的变化。新的路网逐渐形成,为基于路网的列车运行组织工作提供了条件,同时也使得列车运行组织工作变得更加复杂。基于路网的列车运行组织问题亟待研究。而我国铁路运输指挥调度系统仍处于相对独立的阶段。既有普速、既有城际与新建高速线路的列车运行调度系统在技术上尚未实现着眼于路网的列车运行综合调度指挥。铁路生产组织模式还是以运行区段为单位进行调度指挥的模式,基于路网的列车运行调度指挥没有形成理论体系,也缺少相应方法。这与我国铁路网络越来越复杂的现实是很不协调的。本论文首先界定了突发事件的内涵与外延,并基于国内外的研究现状,利用系统分析的方法,结合我国铁路生产实际,以系统的观点阐述了突发事件条件下列车运行组织问题。分析了突发事件条件下铁路运输系统的构成、边界、功能、行为、演化等,给出了突发事件条件下列车运行组织问题的层次结构。以此为基础,结合目前列车运行组织理论研究及实际应用方面成果,对突发事件条件下列车运行组织问题的特点、内涵、原则与方法等进行了论述。然后研究了突发事件条件下铁路线路区间通过能力的计算问题。对突发事件条件下区间能力的随机特性进行了分析,提出了基于概率统计原理的区间通过能力计算方法,为突发事件条件下列车运行径路生成提供能力约束。设计了针对我国铁路新路网的突发事件条件下径路生成的K-最短路算法,搜索突发事件条件下路网上列车运行的可行径路,形成可行径路集。再次,建立突发事件条件下列车运行组织问题双层(列车运行径路分配、列车运行调整)规划模型。对突发事件条件下列车运行径路分配目标系数的模糊性进行处理,综合考虑突发事件条件下车站能力与区间通过能力约束,设计了上层规划—突发事件条件下列车运行径路分配模型并给出了基于参数取值模糊可变域原理的求解方法和步骤。然后对下层规划问题—列车在径路上的运行调整问题进行建模。定义了列车运行计划稳定性并进行了量化处理,结合列车晚点广义惩罚,充分考虑决策者的模糊偏好,设计了列车运行调整综合优化目标—列车运行调整综合满意度。将传统的列车运行调整模型中的约束条件进行进一步凝炼,给出更全面、更普适的表达。将模糊算子和收敛因子引入粒子群优化算法,在计算效率与精度方面进行了改进,并将该算法应用于列车运行调整模型求解中,设计了详细的计算步骤。最后,给出一个突发事件案例,将本文设计的突发事件条件下列车运行径路分配模型具体化,求解该模型,得到列车运行径路分配方案,并以此为依据,调整各径路上的列车运行计划,实证了本文所述模型方法对突发事件条件下列车运行组织问题的有效性。本论文为突发事件条件下列车运行组织问题提供了一整套解决方案,是铁路列车运行组织理论体系的补充,为我国列车运行综合调度系统的建设提供了参考。