我国高速铁路已经初具网络规模,运输能力需求与动车组资源供给的匹配关系不断发生变化,运输组织也逐渐由分段运营向网络化运营过渡。论文以有效实现列车开行方案并提高动车组运用效率为目标,对高速铁路动车组交路与列车运行方案图协调优化问题展开研究,主要内容包括：(1)高速铁路动车组交路与列车运行方案图协调优化问题分析。明确协调优化问题的内涵,详细分析其影响因素,包括：列车开行方案、运行图技术参数、动车组资源情况、动车组管理和运用方式、动车组检修规程以及站场条件等,总结不同动车组资源供给和运输能力需求条件下的问题特征和与之适应的优化方法,并提出适应我国当前及未来较长一段时间内,动车组交路与列车运行方案图协调优化问题的解决方案框架。(2)建立动车组交路与列车运行方案图协调优化模型。根据协调优化问题的影响因素,综合考虑保证旅客服务质量和提高动车组运用效率两个优化目标,以动车组交路编制和列车运行方案图铺画相关技术条件为约束,建立多目标规划模型,并根据高铁运营的实际特点和模型特征提出分层求解策略,求解过程分为交路备选集构造、交路方案优化求解和列车运行方案图铺画三个阶段。(3)基于分层求解策略的协调优化算法研究。首先,以带时间窗的列车运行线作为输入,考虑交路可行性和合理性约束条件构造交路备选集;其次,将交路备选集作为解空间,建立0-1整数规划模型求解最优交路方案;再次,根据交路方案和运行图编制相关约束,铺画列车运行方案图；最后,通过建立评价指标体系对整体方案进行评估,保证动车组交路与列车运行方案图优化程度最高。算法采用C#调用ILOG CPLEX优化求解器实现,使本文的协调优化方法具有可操作性和实际应用价值。(4)京沪高速铁路及其相关路网的动车组交路与列车运行方案图协调优化案例研究。以当前京沪高铁实际背景和时刻表数据为基础,设置了3个对比案例,应用本文所提出的协调优化方法编制动车组交路与列车运行方案图,通过计算结果对比分析,验证了算法的可行性和有效性。