高速铁路客运专线容量大、速度快、行程时间短、可靠性高,已成为改善铁路运输繁忙状况的重要战略举措,它在服务定位、车站设置以及运营特征上与传统铁路存在着一定差别,因此客运专线运行计划调整方法设计应具备独有理念和思路。本文分析了我国高速铁路客运专线的运营特征,从指导思想、调整原则、调整方法三个方面总结了我国客运专线运行计划调整的策略;以传统运行计划调整模型为基础,提出了基于大系统分层递阶结构的改进模型,以列车群权重系数为控制参数,把复杂的多变量非线性模型分成四层,从下往上分别为列车层、列车群层、区段层、路网层,其中列车层和列车群层为控制层,区段层和路网层为协调层;在优化过程中,引入了模式识别机制,加快了算法的寻优速度。在控制参数的选取上,结合客运专线运行计划调整策略,引入人机交互机制。基于以上理论研究进行了算例设计和模拟系统开发,采用基于整数编码的遗传算法,对客运专线运行计划调整优化模型进行了求解,算例结果表明,基于大系统分层递阶结构的改进模型不仅切实可行,而且求解速度快,具有良好的实时性。