在不改变车底配属制的前提下,以车底在配属站和折返站的接续时刻和停留时间、车底与列车对在接续时间间隔和车底要求的匹配度、车底运用与到发线运用和整备线运用的协同性等为约束条件,以始发和终到旅客列车的车底不必要在站停留时间最小为目标函数,建立基于既定运行详图的旅客列车车底套用优化模型。将模拟退火算法参数的设定描述为随机优化问题,采用序优化巢分区算法设定模拟退火算法参数;在此基础上,设计求解优化模型的模拟退火算法。以郑州车站为例,验证模型和算法的有效性。结果表明:运用给出的模型和算法得到的车底套用方案,减少了所需车底数量和车底在配属站及折返站的停留时间,提高了车底运用效率。车底套用后尚需进一步解决某些旅客列车晚点对车底接续的影响、因车底不匹配对中短途列车上座率的影响、旅客列车密集到达和发车时间段出现的站台拥挤等问题。