铁路是我国综合交通运输体系骨干,在经济社会发展中有着至高的地位和作用。列车运行图是铁路一切生产计划和生产活动的总纲领。随着我国逐步走向实力领先的现代化铁路强国,铁路产品供给水平、运输安全水平、现代治理能力、科技创新能力、服务质量和列车运行图编制的高效性、全面性成为铁路运输组织工作的新考验。因此,深入基础理论研究、提高运行图编制效率、确保维修天窗安全有效和提升铁路智能化水平是当前运输组织工作的重要任务。本文在充分分析国内外现有列车运行图编制研究成果的基础上,针对我国双线电气化铁路运营里程长,既有线运行列车类型复杂,速度等级不同的列车共线运行、客货列车混跑等情况;在维修天窗计划编制方面,考虑不同车辆对轨道和线路基础设施需求各异,综合维修天窗内的维修作业类型繁多,不同维修作业后列车限速运行条件不一,天窗后不同等级列车放行速度不相等的问题,围绕列车运行图与综合维修天窗一体化编制问题展开了研究,主要的研究工作如下:（1）首先梳理了列车运行图与综合维修天窗计划编制的内容,明确了列车运行图编制与综合维修天窗编制的关系,详细分析列车运行图编制过程,并进一步分析适合我国双线电气化铁路的综合维修天窗开设方式。然后剖析列车运行组织方式、列车运行线布局、分区段设置天窗、车站存车能力、铁路运输成本等因素对天窗设置的影响,分析维修天窗设置的复杂性。（2）构建列车运行图与维修天窗一体化编制问题的非线性混合整数规划模型。以规划时段内所有列车总旅行时间最小、列车运行图排布最密、列车在站等待时间最小为目标函数,综合考虑列车运行速度约束、追踪列车间隔时间约束、车站作业时间约束、维修天窗约束和允许停车次数约束;在此基础上,重点分析车站存车能力对列车运行图和维修天窗的影响,即路网中任何一个车站在任何时刻被某类型列车占用的到发线数量都不能大于该站用于接发该类列车的到发线数。综上构建考虑到发线约束条件下的列车运行图和维修天窗一体化编制模型。（3）在分析列车运行图与天窗一体化编制模型复杂性的基础上,重点比较列生成算法和行生成算法对该问题的求解规模及难度,选择行生成算法求解列车运行图和维修天窗一体化编制模型。首先针对列车运行图和天窗一体化编制模型中到发线约束的非线性问题,对到发线约束进行线性化,建立行生成算法和列车运行图与维修天窗一体化编制问题的对应关系,然后运用行生成算法对列车运行图和天窗一体化编制模型进行分解,得到模型分解后的限制主问题和子问题,最后给出了列车运行图和维修天窗一体化编制问题采用行生成算法的具体求解过程,并设计简单案例对模型构建的正确性进行验证。基于Python+Gurobi求解环境,设计以陇海线天水—兰州段为实例的大规模案例验证算法的求解效率。上述研究通过分析综合维修天窗开设对铁路区段通过能力和列车运行图编制的影响,可以为列车运行图和维修天窗一体化编制问题的研究奠定理论基础;同时对我国铁路列车运行图与天窗一体化编制决策支持系统的设计与开发也具有一定的参考价值。