随着铁路建设的高速度发展,机车作为铁路运输最重要的运载工具,其保有量持续增长。截止2014年,全国铁路机车拥有量为2.11万台,比上年增加261台,其中电力机车占55%,内燃机车占45%。面对庞大的机车数量,制定一个合理的机车维修计划减少运营成本成为了铁路运营部门亟待解决的问题。本文在相关维修理论的基础上,对此机车维修计划优化问题进行了研究,主要内容包括：(1)研究机车初始状态和机车关键部件的确认方法,以机车系统内单部件为研究对象,根据延迟时间理论,并以可靠度和可用度为约束,建立单部件的预防检测模型,并进行算例分析。(2)将单部件的预防维修周期看作是最佳预防检测周期和延迟时间之和。在得到最佳预防检测周期后,以单部件的可靠度为约束,引入维修改善因子,并通过机车初始状态对该维修改善因子进行修正,求解出单部件的延迟时间,从而计算得到单部件的最优预防维修周期。在此基础上,选取部件的可靠度作为机会成组预防维修阈值,分别建立以机车系统总维修费用最小和可用度最大为优化目标的机会成组预防维修计划优化模型,并设计遗传算法进行算例分析。(3)将所建立的机车系统多部件机会成组预防维修计划优化模型应用于某铁路线路的SS4B型电力机车。通过分析实地调研的数据,求解出机车的最优预防维修计划。研究结果表明：本文所建模型可显著提高机车预防性维修计划效率,为运营部门制定机车维修计划提供可靠依据。(4)将机车维修计划与机车运用工作相结合,分析了优化后的机车维修计划对机车工作指标和机车周转的影响。结果表明：优化机车维修计划可以缩短机车全周转时间,降低机车检修率和机车需要系数,提高机车的运用效率,为优化机车周转图提供方法支持。