随着我国高速铁路建设里程和规模的快速增长,高速铁路已经网络化运营,其对客流的吸引力明显增强。由于路网各条线路相互影响关系复杂,其动态性和组织关联性也更强,在这种条件下,面向单条线路或局部简单路网的传统开行方案编制方法,已经无法适应当前高速铁路的快速发展。本文从全局效率最高、运输组织策略可靠性等角度出发,研究大规模路网条件下的开行方案编制与优化问题,在建立高速铁路服务网与开行方案映射关系的基础上,提出了基于网络演化的高速铁路网列车开行方案编制与优化一体化研究思路。主要包括以下几个方面的内容:首先,本文基于复杂网络理论,从网络拓扑连接和运输服务功能两个层面出发,建立了高速铁路地理网、车流网、服务网以及客流网四种网络模型。分别分析了不同网络模型的特性,说明现阶段我国高速铁路地理网仍具有树状网络的特点,高速铁路车流网的度分布符合指数分布规律,高速铁路服务网车站强度与度之间存在显著的幂律关系,且具有较高的聚集性和较小的平均路径长度,体现出其无标度和小世界的网络特性。并且结合不同网络模型的本质特性,建立了服务网与列车开行方案的映射关系,阐明了利用复杂网络研究路网条件下的列车开行方案的可行性。然后,分析了高速铁路网络演化机理,探讨了网络化开行方案编制问题中运输企业与旅客需求的博弈关系,并建立了竞合作用关系条件下的高速铁路服务网演化模型。该演化模型可以分为四个部分,第一步根据高速铁路地理网及OD客流需求,求解群落集合,也即是路网中的备选运行区段集合。第二步设计基于铁路运输企业及旅客双方效益的演化规则,在满足客流需求的条件下,利用车站关联度优先连接机制生成服务网。第三步根据服务网与开行方案的映射关系,将生成的服务网转化为路网条件下的列车开行方案。第四步,结合高速铁路服务网的综合权重,从网络效率、旅客换乘便捷性等角度出发,提出了开行方案网络化综合评价指标,扩展了传统开行方案评价指标,并根据评价指标提出了相应的调整策略,进而生成优化的开行方案。最后,以我国高速铁路网络为基础进行了实例验证,结果表明本文生成的开行方案能够最大限度的满足旅客和铁路运输企业的共同利益;而且本文的研究方法求解效率高,适应成网条件下的客流需求以及大规模、复杂的路网结构。