铁路运输调度是铁路日常运输组织工作的指挥中枢,分别代表各级领导组织指挥日常运输生产工作,承担着确保运输安全和运输效率、协调客货运输、保障国家重点运输以及提高客货运服务质量等重要职责。各级列车运输调度计划是铁路企业开展运输调度工作的规则和依据。针对既有线铁路各级列车运输调度计划特点及应用环境需求,提出“列车运行计划”的概念。列车运行计划是相关编制人员以列车运行图、日(班)计划、未来一段时间运输任务安排以及外部条件预期为基础,参考以往实绩图的统计反馈信息及个人经验,在列车实际运行状态和各种约束条件限制下,充分利用各种可用运输资源而制定的一段时间管辖区段内的列车运行规则,是行车调度指挥自动化的重要组成部分,对充分发挥铁路运输资源能力,保障铁路运行安全具有基础性和决定性的作用。在查阅大量国内外相关领域研究文献的基础上,本文依据我国铁路运输组织模式,设计列车运行计划优化编制及评价方法,给出融合各方法的计划优化编制模型。首先,在分析列车运行计划基本特性和优化要求的基础上,采用分而治之的思想,在不同目标指导下,分阶段、分层次进行计划的编制及优化工作。通过参数定义、参数关联、数据结构优化和约束条件描述等环节,将铁路行车调度中各类资源映射到替代图模型中,构建基于替代图理论的列车运行计划优化编制模型。基于本地搜索算法、分枝定界算法、粒子群优化算法等算法,分别设计初始计划编制算法、MSOBB算法和ICFPSO算法求解计划优化编制模型,对应获取初始计划、可行计划和优化计划。初始计划编制算法中模拟退火算法的引入保证了算法收敛特性；MSOBB算法中列车优先级在资源分配、分枝定界算法剪枝和搜索以及目标优化函数计算等过程中影响着算法流程走向；ICFPSO算法中模糊概念下的隶属度关系增加粒子影响范围,迭代次数相关的收敛因子加速收敛过程,跳出机制中的变异粒子扩大搜索范围,虚拟车和缓冲时间槽2个参数用于有针对性地增加计划鲁棒性。通过3种算法的有机结合及根据实际工况设定的优化预期要求,设计列车运行计划优化编制整合方案。其次,在对我国行车调度现状、各类列车运输调度计划实施环境和评价问题本身进行整理分析的基础上,提出列车运行计划综合评价体系通用构建原则。采用专家评判法和ISM法主客观相结合的方法,构建计划综合评价体系。在此体系基础上,针对现有评价方法评价过程相对简略、专家评判模糊度量缺失和AHP方法一致性调整困难等问题,选用多属性决策中的AHP方法确定评价指标权重,提出一种基于Vague集的改进AHP方法用于列车运行计划综合评价研究。最后,借鉴模型预测控制理论思想,设计基于综合评价方法的列车运行计划优化编制模型,建立行车调度过程中的影响因素、影响因素的影响程度、影响因素的应对措施以及模型中应对方法之间的逻辑对应关系,并对模型中关键模块主要功能和改进建议给出指导性意见。