随着我国高速铁路的不断发展,高速铁路网络不断完善,对铁路运输组织的要求越来越高。乘务计划作为运输组织问题中重要的一部分,决定了乘务员的工作内容,一个良好的乘务计划能极大地提高乘务员的工作积极性,降低乘务成本,提高运输组织效率。但是目前的乘务计划编制方法仍以手工编制为主,难以适应现阶段复杂的运输组织要求。本文以乘务计划的均衡性为优化目标,对给定周期的、多基地条件下,乘务交路计划和乘务值乘计划的一体化优化问题进行研究,主要研究内容如下:(1)在分析乘务计划的两个子问题——乘务交路计划和乘务值乘计划的问题特征和关联关系的基础上,进一步分析了乘务计划分步寻优存在的缺点,提出了乘务交路计划和值乘计划一体化优化问题,并结合实际运营需求和特点,对问题进行了界定。(2)针对多基地乘务计划一体化问题的特点,建立了多基地、给定周期条件下的时空接续网络,刻画乘务区段间的接续关系和乘务员休息状态。在此基础上,以乘务组之间的月工时均衡为优化目标,以可行乘务计划为决策变量,建立了问题的集覆盖模型。(3)针对集覆盖模型决策变量多的特点,设计了列生成算法和分支定界算法对问题进行求解。首先,基于动态规划的标号法设计了改进的双向标号法来生成问题的初始可行解;其次,利用限制主问题生成的对偶乘子将子问题转化成网络图最短路问题,并采用改进的标号法求解;最后,设计了多种分支策略加快分支定界算法的求解速度。(4)分别选取单条城际铁路和区域高速铁路网下的列车开行数据为例,利用本文提出的求解方法对这两种不同路网结构下的乘务计划一体化优化问题进行求解。结果表明,本文研究方法能在较短的时间内给出非常优质的解,并且能适用于不同的路网结构和规模。