城际高铁作为承担城市圈周边通勤客流的短途运输方式,通过列车运行图向旅客直接展示了所提供的客运服务。为了提升服务质量,加强对旅客的吸引力度,满足旅客出行需求的同时实现企业效益最大化,需要对列车运行图进行编制与优化。充分挖掘铁路运输潜力,实现运输资源的优化配置。本文以城际列车运行图的优化编制为目标,针对全面编制优化过程复杂的问题,采取了分而治之,分层次两阶段优化的方式,并以沪杭城际高铁的运行数据进行实验验证。论文的主要工作如下:1.深入研究和分析了影响列车运行图编制的关键要素、冲突消解技术和优化算法。研究发现,运行线铺划的本质是基于列车在区间运行顺序的大规模组合优化问题。运行线冲突化解是影响运行图编制质量与效率的关键,针对不同的运行冲突研究分析了冲突化解策略。在此基础上,针对城际线路列车密集到发的情况,如何建立列车运行系统效率和稳定性之间的平衡是运行图优化的目标。2.基于进化算法,提出了可行列车运行图编制改进算法。该算法根据运行线铺划的实质,基于遗传进化算法设计了“列车-区间运行顺序”的染色体二维编码方式,以及平移运行线和扩大始发时间域的运行线冲突化解策略,提出了广度优先循环布线的解码算法。为了提高算法的搜索效率,在个体进化过程中引入了自适应机制。实验表明,该算法相比基本遗传算法平均最优解的精度提高了0.75%,收敛速度提高了55.42%。可以看出,自适应进化算法求解效率高并且能够快速收敛到最优解,从而编制出高效的无冲突列车运行图。3.基于NSGA-II算法,提出了列车运行图鲁棒性优化改进算法。该算法引入了虚拟列车参数,采用了拥挤度距离改进的动态计算方式和精英控制策略,结合可行列车运行图的编制进一步研究,优化列车运行图结构,提高列车运行图的鲁棒性。设置突发扰动进行模拟实验,结果表明,随着虚拟列车数量的增多,列车总的运行时间增加1%-2%。但在发生运行干扰后,列车运行计划的波动率减小0.5%-1.5%,列车的正点率增加,终点站以及中间站的平均晚点时间均有所减少。