随着全球经济的快速发展,各个领域的交流活动也愈加频繁,最为突出的是区域间物资的流通。当今的运输组织方式主要包括铁路、水路、公路、航空和管道,它们相互交叉和渗透又形成了多式联运方式。即使如此,每种运输方式都存在从物资集中进而转变为物流的过程。铁路运输调度是铁路日常运输组织的指挥中枢,担负着组织客货运输、保证国家重点运输等的运输安全和服务质量及的重要责任。我国铁路管理体制的改革—撤销分局,同时随着DMIS、TMIS的应用以及新一代CTC技术的出现,都使得现行铁路局调度所直接指挥行车的区域扩大,调度更加集中,调度员管理区段的能力扩大。因此,调度的合理分工与调整为实际生产所需要。铁路车流组织与调整是铁路运输组织工作的基础。其中,车流组织指按照各种要求,如线路通过能力和车站能力限制等,将全路的运用车进行整理和组合,并形成指导日常运输和生产的列车编组计划,其优化包括车流路径选择优化和列车编组计划优化,它们都属于组合优化研究的范畴。而车流调整通过合理的车流预测、推算、组织,防止区间通过能力浪费和线路、车站阶段性堵塞。随着铁路市场化经营的深入发展,车流不均衡现象日趋明显,影响波及范围越来越大,其调整难度也相应增大。为适应不均衡车流的运输环境,需要重新定位车流调整的思路和方法,并据此采取相关的调整措施提高应变能力,快速消除不均衡影响,保持运输相对稳定的动态均衡,实现运输整体效能的最大化,这已成为铁路调度集中整合后,调度系统人员亟待解决的问题。目前,车流的优化组织与调整研究已经取得一些成果,但对二者的整体考虑综合优化尚缺少关注。本论文在借鉴国内外研究成果的基础上,密切结合我国铁路运输组织特点,重点研究区域路网车流组织与调整的协调,提出了具有实际应用价值的,能实现动态车流优化的模型与方法,从而为我国铁路车流组织问题的深入研究奠定了理论基础。论文的主要研究工作体现在以下几个方面：1、根据铁路货物运输递进的关系,比较系统地分析了货流、车流和列流的形成以及三者之间的内在联系。2、在分析了车流径路确定和编组计划编制的基础上,以始发车流和技术车流在站的集结消耗、改编消耗和装卸费用以及在线路运行费用总和最小为目标函数,考虑线路通过能力约束和车站的改编能力约束,建立区域路网车流组织优化模型,该模型可以确定列车编组计划与车流径路选择。3、在介绍铁路运输调整的产生、意义、原则、分类和方法的基础上,以重空车流输送的总费用最小为目标,遵循车流不拆分以及车流接续归并原则,同时考虑线路能力限制,综合重车输送和多品类多车种的空车调配,构建协同优化模型。该模型克服了传统重车输送优化和空车调配优化相分离的缺陷；车流不可拆分约束使模型更切合我国车流组织的要求；模型考虑货物品类对车种的关联参数,使空车使用更加细化,即只有适合货种的空车才能调配,调配结果更符合实际。4、在构建时空网络的基础上,构建了区域路网车流组织和车流调整的整体优化模型SOMCOR。模型的求解针对其结构特点,利用松弛机车流量变量的整数约束为非负约束得到模型SOMCOR*,同时根据模型SOMCOR决策变量的类型(整数型或实数型)分解为两个子问题,车流优化组织模型OMCO,追求机车费用最小；车流优化调整模型OMCR,追求重车和空车调整费用最小。两个子问题的最优解构成了SOMCOR最优解的上界。而松弛问题SOMCOR*得到的最优解又构成了SOMCOR最优解的下界,上下界一起共同限定了SOMCOR问题的最优解的范围。5、设计了求解区域路网车流组织与调整综合优化模型的蚁群算法,通过对成都铁路局路网大量车流数据进行测试,表明该算法能够在较短的时间内对车流优化调整,充分验证了模型和算法的有效性和实用性。