列车运行图是铁路运输企业实现列车安全、正点运行和经济有效地组织铁路运输工作的生产计划。随着全国铁路路网的逐渐完善、适应市场需求的运输产品深入开发,列车运行图更新的频率越来越快,现图与新图过渡期间的运输计划方案即新旧交替列车运行图的编制将会越来越频繁。目前,国内对新旧交替列车运行图编制优化的理论研究较少,新旧交替列车运行图的编制主要采用基于经验判断进行定性分析的方法,同时也缺乏信息化手段支持,制约了我国铁路新旧交替列车运行图的编制水平。本文分析了我国铁路新旧交替列车运行图业务,建立了新旧交替列车运行图编制优化模型及设计了有效的求解算法,探讨了新旧交替列车运行图编制系统建设方案,以期提高新旧交替列车运行图编制智能化水平。本文主要研究内容如下：1.通过分析我国铁路新旧交替列车运行图编制业务,揭示现阶段其主要任务就是确定新图中所需客车车底的来源与现图中所运用客车车底的去向,分析了列车运行图变更的主要原因及内容,研究了新旧交替列车运行方案编制方法。2.研究了不同客车车底运用模式下新旧列车运行图交替期客车车底运用优化模型及算法。在客车车底固定运用模式下,以交替期列车停运最少为目标,建立了交替期客车车底运用优化模型,设计了客车车底运用规则,并利用人工智能算法进行求解；在客车车底不固定运用模式下,依据现图客车车底是否下线停运、是否满足新图客车车底需求量等情况将交替期客车车底运用优化问题进行分类,分别建立了客车车底运用优化模型,结合模型特,设计了蚁群算法进行求解。3.针对城际动车组一日内在固定区段往返运行多次、夜间在站段过夜或检修的情况,分析了新旧城际列车运行图交替期动车组运用影响因素、运用规则,并在此基础上将新旧列车运行图交替期动车组运用问题转化为现图动车交路段与新图动车交路段接续问题,以新旧动车组交路段接续代价最小为目标建立动车组交替运用优化模型,并利用匈牙利算法对模型进行求解。4.新旧交替列车运行方案确定了交替期内列车每日的运行方案,按照新图运行的列车与按照现图运行的列车间存在冲突且每日的列车运行方案均不同,鉴于此,提出交替期“每日一图”的理念,研究了新旧交替列车运行图编制方法。分析了新旧交替列车运行图与列车运行图、列车运行图调整的区别和联系,建立了新旧交替列车运行图优化模型,并设计了以冲突疏解策略为核心的启发式求解思路。5.分析了新旧交替列车运行图编制系统需求,提出了系统建设目标,构建了系统总体架构,并根据用户需求详细设计了各子系统功能。