近年来,我国高速铁路事业发展迅速,运营里程和规模不断扩大,与此同时,对于列车运行过程的安全性、节能性、准点性等特性有了更高的要求,因此,对列车运行过程和优化运行操纵方案进行研究,是有重要意义的。针对列车运行过程优化问题,论文在借鉴现有研究成果的基础上,对列车运行操纵方案进行优化,使得列车在满足安全要求的基础上,能耗、准点、停靠精确和舒适度多项指标都能够实现较优的改善。列车运行过程是复杂且非线性的,传统的优化方法难以取得较好的效果,智能优化算法为优化问题提供了良好的解决思路,可以去探索该类算法在列车运行优化问题上的应用,故本文将智能优化算法引入列车运行操纵方案的优化之中。论文研究内容主要从以下几个方面开展。首先,根据已有机械能理论及列车牵引计算理论,建立列车运行单质点模型,之后考虑列车长度的影响对模型进行改进,使模型更符合实际列车运行情况。明确需要优化的各项性能指标及约束条件,总结列车运行操纵优化的问题模型。随后,选择参数少、易于实现的两类群体智能优化算法,萤火虫算法和布谷鸟搜索算法与问题进行结合,根据算例仿真效果,融合了萤火虫算法收敛速度快、局部搜索能力强和布谷鸟搜索算法搜索范围广、不易陷入局部最优的特点,提出相结合的混合算法IFA-CS(Improved firefly-cuckoo search)算法。采用加权和的方式对列车运行问题的多个优化目标进行处理,以操纵方案作为解,分别采用萤火虫算法、布谷鸟搜索算法和IFA-CS算法进行优化。另外,使用多目标优化理论对IFA-CS算法进行改进,引入支配关系理论和领导选择策略,消除使用加权和方式下权重系数的差异对结果的影响。通过实际算例在MATLAB环境下进行仿真,从优化过程种群分布变化、适应度函数值变化和最终解三个方面分析,仿真结果表明改进后的算法能够在能耗、运行时间、舒适度和停靠位置多个目标的优化上取得更好的效果,得到适应度值更优秀的最终解,且算法的全局和局部搜索能力得到了改善。最后,借助实验室仿真测试平台,采用C#编程设计了列车运行操纵方案仿真系统,选取京沪高铁线路构建算例,对列车操纵方案进行优化,验证了算法在实际系统中具有可行的实用价值,能够为列车运行提供满意的操纵方案。