铁路运输是国民经济的大动脉,在国民经济发展中占有极其重要的地位。随着国民经济的高速发展,铁路运输越来越受到人们的高度关注。为了高效便捷地完成国家经济调度的运输任务,铁路正朝向密集化、重载化的趋势发展,并通过对铁路调度指挥系统进行优化,使其成为覆盖全路的调度指挥管理系统,为各级调度指挥人员提供高效、便捷、准确的铁路调度指挥信息,因此,优化和完善铁路调度指挥系统的各项功能对提高铁路运输的能力和效率具有十分重要的现实意义。论文以京哈铁路调度指挥系统(Train Operation Dispatching Command System,TDCS)的优化问题为模型,首先根据大型系统优化理论及相关理论知识,将铁路调度指挥系统的复杂优化问题分解成单个优化问题;接着针对有关基础理论展开研究,重点介绍了TDCS网络情况、大型系统优化理论、人工蜂群优化算法、Petri网基本理论和PIPE建模软件等,为后文提供理论依据。然后,对京哈铁路调度系统进行了合理分解,利用人工蜂群优化算法理论和Petri网理论对分解后的若干优化问题进行建模,并设计了相关优化算法,使各个优化问题整体协调。完成建模后,从综合调度、行车调度、物流作业几方面对京哈铁路调度系统进行分析,通过搜集系统运行数据信息,利用相关专业软件对所设计的Petri网模型及算法的正确性进行了验证。最后,设计了系统网络结构的整体优化方案,完成了对京哈铁路调度指挥系统的优化研究。结果表明,本文采用的研究方法可使各个优化问题整体协调;可实现对系统的综合调度功能、运行图调整及调度命令的优化,达到了对京哈铁路调度指挥系统的优化的目的和要求。