动车组运用计划作为高速铁路行车组织的基本计划,其编制的合理与否直接体现在动车组的运用效率、运用成本以及服务水平上。因此,国内外的众多学者一直以来围绕动车组运用计划的编制问题进行了广泛深入的研究,并取得了丰硕的成果。随着我国高速铁路路网的逐步扩张和延伸,投入运营的动车组数量规模越来越大,如此大规模的动车组投入运营使得我国动车组的运用和检修的组织管理变得更为困难,给动车组运用计划的编制工作带来了前所未有的挑战和要求。为能够从实际应用的角度出发降低动车组运用计划编制的难度、规模和编制频率,提高动车组运用计划的编制效率,保证高速铁路运输组织工作有条不紊地进行,所以,本文在借鉴国内外关于动车组运用优化相关研究的基础上,研究了基于可复用周期的高速铁路动车组运用优化问题。本文的具体研究主要包括:(1)通过完整地梳理我国高速铁路系统中动车组运用与检修的相关内容,分析出动车组运用计划的种类以及影响编制动车组运用计划的相关因素,并理清了动车组运用计划和交路计划之间的关系,为后文分析研究动车组运用优化问题提供了理论支持。(2)结合我国目前实行的特殊节假日休假制度,分析了我国特殊假期和平常时期的高铁客流变化规律,同时梳理出我国动车组运用计划编制当前遇到的新困难,在此基础上,提出了高速铁路动车组运用计划“时间分解”编制策略,以2020年为例,将全年时间进行分解,通过分别编制特殊假期的周计划和平时时期的周计划,并分析两种类型动车组运用计划之间的嵌套关系,进而对可复用性周计划下的动车组运用优化问题进行分析。(3)借鉴指派问题的相关理论,分析动车组与交路段之间的指派关系,以一个周计划中总浪费掉的动车组可运用里程最小化为目标函数,在满足动车组和交路段之间的特殊指派关系、动车组每日的状态和双修制等约束条件,以“完整周”为计划编制周期,建立动车组运用和检修周计划编制的优化模型。(4)根据所建立的动车组运用优化模型,并按照遗传算法的构成要素和流程来设计适合的算法,通过设计相应的算例来进行验证,首先,在考虑增加周末高峰动车组运用交路的情况下,编制了平常时期动车组运用周计划,然后针对特殊节假日期间的高峰客流急剧增加的情形,编制出特殊假期动车组运用周计划,并对两种类型的动车组运用计划编制结果进行了探讨,当在两周及两周以上连续套用平时时期或特殊假期动车组运用周计划时,能够实现动车组运用周计划的实施规律化和周期化,从而表明本文提出的基于可复用周期的编制策略不仅能够有效降低高速铁路动车组运用计划的编制规模和困难,提高动车运用计划的编制效率,而且还能够更经济、更高效地实施动车组的运用与检修管理,提升高速铁路运输组织水平,为相关管理部门的工作组织可提供有效参考。