“八纵八横”高铁路网建设规划的提出,促进了高速铁路飞速发展。发展高速铁路服务事业、提升旅客出行服务品质不仅需要完备的设施设备,同样要有高效、科学的高速铁路运营管理方式。列车停站方案和列车运行图是高铁运输组织工作的核心内容,二者有着密切的相互作用关系。研究高速铁路列车停站方案与列车运行图协同优化理论与方法,对提升旅客服务水平,提高铁路运输组织效率具有非常重要的现实意义。本文基于该现实问题,完成了以下工作:(1)高速铁路列车停站方案和运行图的相关内容梳理与互反馈关系分析。本文阐述了高速铁路列车停站方案和运行图的基础概念、基本要素、常用的优化目标和约束条件,分析了列车停站方案与列车运行图分层优化产生的问题,提出了协同优化的必要性、重要性和复杂性,为后续高速铁路列车停站方案和运行图的协同优化研究提供了理论支撑。(2)高速铁路列车停站方案与运行图协同优化模型的建立。本文借助时空网络图分析客流和车流的关系,并构建协同优化模型,实现在满足客流守恒、安全间隔时间、列车始发时间、列车停站时间、车站服务频率等约束条件的情况下节省旅客总旅行时间的目标。最后设计小型算例,用GAMS软件求解来验证模型的正确性。(3)适用于模型的优化算法设计。分析本文所构建模型的特点和难点,参考各类算法的运算特征,设计了组合式优化算法。迭代过程中,首先通过改进的粒子群算法解决列车运行图问题,其次利用容量约束-增量加载方法实现客流的最优分配,并运用此算法求解上述小型算例,能够快速地得到较好的结果。(4)实际案例分析与优化。本文梳理了京沪高速铁路真实路网的相关数据,对其客流特征、开行列车情况和车站服务内容进行详细分析。并利用本文提出的模型和算法进行案例求解,得到了相对更优的列车停站方案和运行图,证明了本文提出的模型和算法可以实现协同优化的思想,具有较好的实际应用价值。图54幅,表37个,参考文献63篇。