城市轨道交通系统作为一种高效的大运量运输系统,近年来受到许多城市的青睐,发展迅速。轨道交通车辆作为乘客的载具,是城轨系统的重要组成部分。随着运营里程增长和发车频率增大,车辆保有量不断上升。如何科学的制定合理的车辆检修计划和运用计划,在保证运营安全的基础上,降低企业运营成本,已成为城轨运营中的重要问题。针对上述问题,本文对城市轨道车辆的检修及运用计划展开优化研究,建立城轨车辆检修计划优化模型以及考虑检修计划的城轨车辆运用计划优化模型,并基于某线路实际检修数据和运行图进行案例研究,验证所建模型和算法的有效性。本文主要研究内容包括以下三个部分:首先,本文对城轨车辆子系统状态退化过程和检修工作特点进行分析,采用两阶段延迟时间模型对子系统状态退化过程建模,并基于历史检修数据提出相关参数的估计方法。在此基础上,结合现行检修制度和不完美检修理论,以检修费用最小为目标,以检修周期和可靠度阈值为决策变量,建立城轨车辆多级检修优化模型,求解单个子系统最优检修计划,并对模型中几个关键参数进行灵敏性分析。其次,本文以车辆整体为对象,考虑各子系统之间的相关性,建立车辆预防性检修计划成组优化模型。考虑到成组过程中子系统原定最优检修时间发生改变,提出相应的惩罚函数,作为成组检修的额外成本,加入优化模型。随后,提出改进算法,对模型进行求解,结合单个子系统最优检修计划进行实例分析。最后,以运行图和检修计划为基础,考虑车辆运用计划与检修计划的相关性,对城轨车辆运用计划优化问题进行研究。分别建立车辆单日周转计划优化模型和考虑检修计划的列车运用计划优化模型,依次对单日运行交路计划和多日运用计划进行了优化,并改进蚁群算法求解模型。并以某市地铁为背景进行案例验证,结果表明,本文提出运用计划相比于现行计划,减少了运用列车数,提高了列车运用均衡性;此外,通过对比不同的检修计划,证明本文提出的优化检修计划可减少运用列车数,降低企业运营成本。