编组站是铁路枢纽的核心,也是货物列车到达、解体、编组、集结和出发的活动场所,在铁路货物运输中扮演着至关重要的作用。编组站的作业效率高低直接影响着整个铁路网的运输能力。通常编组站调度员将班计划分解为阶段计划,编组站的工作内容就是根据阶段计划来实施的,阶段计划内容主要包括配流、调机运用和到发线运用计划三部分内容。其中配流和调机运用这两个计划之间的关系非常密切,而到发线运用计划相对而言是比较独立的。由于出发列车的开行条件是“满轴、正点、不违编”,因此合理安排到发列车的解编顺序对于列车满足开行条件是至关重要的,调度员对解编调机的指派是否合理,影响着车站设备的利用效率和解编作业的作业效率。因此,合理地制定配流计划和指派调机作业对于编组站作业具有重要意义。本文立足于编组站实际作业流程,深入研究配流计划和调机运用计划的综合优化问题。本文借鉴了既有相关文献的研究成果,介绍了编组站作业计划内容及流程,分析了配流机理以及配流问题与调机运用问题的关系。提出了一种求解组合优化问题的有效算法。在分析了单向编组站作业机理的基础上,以理论研究为主,综合运用并行机调度问题、资源分配问题和组合数学等理论,将配流问题和调机运用问题作为一个整体来研究,构建了综合优化模型。首先分析研究配流问题和调机运用问题的背景和意义,从配流问题、调机运用问题两个方面阐述目前专家学者对该问题的研究现状,并简要分析了研究成果存在的不足之处,提出了本文的主要研究内容。概述编组站的作用、布局和作业流程,介绍编组站的作业计划内容和阶段计划的编制方法。分析配流机理和配流与调机运用的关系。然后介绍标准遗传算法和粒子群算法的基本原理和运算流程,分析两种算法的优缺点。根据本文研究的问题,结合两种算法的特点,对粒子群算法进行离散化处理并对惯性权重参数进行改进,然后将遗传算法中的交叉、变异操作引入到粒子群算法中,提出一种求解组合优化问题的改进混合离散粒子群优化算法,增加了种群的多样性,提高了算法的全局搜索能力,为求解编组站配流和调机运用综合问题奠定了基础。最后针对单向编组站分析配流计划和调机运用计划机理,结合并行机调度问题和资源分配问题构建以车辆在站总停留时间最少为优化目标的编组站配流和调机运用综合优化模型,利用改进混合离散粒子群优化算法对模型进行求解,并结合实际算例对模型进行验算分析。论文研究内容包括编组站阶段计划的主要内容—配流问题和调机运用问题。对这两个问题的综合优化研究,是对编组站阶段计划配流理论的深入研究,有利于指导编组站调度员的实际作业,提高编组站的作业效率和设备利用率,加快车辆周转,缩短车辆在站停留时间,使整个铁路网货物运输更加高效,进而增加经济效益。因此,本文的研究成果具有广泛的应用前景。