编制动车组运用和检修计划是客运专线运输组织的关键任务，直接关系到客运专线的安全运营和服务品质。动车组的运用和检修方式与既有机车车辆差别很大，呈现运营效率高、检修标准严、运用检修一体化的特点，提出了诸多亟待解决的动车组运用检修计划新问题。论文以目前我国动车组的运用检修实践为背景，在列车运行图确定的前提下，开展动车组运用检修计划优化方法的研究，通过制定合理的运用检修计划，严格执行检修规程，确保动车组的安全性，提高动车组的利用率以及动车运用所（动车基地）的检修能力，论文主要工作包括：总结了动车组运用计划和检修计划优化问题的既有研究成果及局限性。论述了我国动车组的运用检修过程及其运用计划和检修计划的编制业务，并以实际情况为背景，总结出5类动车组运用计划和检修计划优化问题。从5类动车组运用计划和检修计划优化问题中，提炼出两类通用的优化问题：带状态约束的旅行商问题和带拓扑约束的车间调度问题，给出了这两类问题的数学描述，并设计了求解问题的构造图和基于最大最小蚁群优化算法的通用求解方法，为具体的动车组运用计划和检修计划优化问题奠定了基础。提出了动车组运用交路计划的优化模型，将原问题转化为带状态约束的旅行商问题，设计了列车接续网络和求解算法，实现了运用交路计划的自动优化编制，减少了运用交路的数量和检修次数，提高了动车组的利用率。在动车组连续担当某一运用交路模式下，提出了分别编制动车组运用计划和日常检修计划的优化模型，并分别设计了问题的求解算法；在动车组在多个运用交路之间套跑模式下，提出了一体化编制运用计划和日常检修计划的优化模型和求解算法，减少了动车组的使用数量和检修成本。基于带拓扑约束的车间调度问题，提出了动车运用所调车作业计划的优化模型，设计了调车任务拓扑图生成算法、最优调车任务调度序列的求解算法和调车计划的转化算法，有效优化了运用所的调车过程并提高了关键检修设备的吞吐量。提出了高复杂度的动车组高级检修车间调度优化模型，设计了检修任务拓扑图生成算法、最优检修任务调度序列求解算法和车间调度计划的转换算法，实现了高级检修车间调度计划的自动优化编制，提高了计划的编制质量。