随着铁路运输的发展,重载铁路运量大、成本低,在输送煤炭等大宗货物方面优势凸显,而煤炭是我国重要的能源,所以重载铁路对于保障我国能源供给具有不可替代的作用。但重载铁路具有“点多线长”的特点,容易受外界突发事件的扰动,而我国自然灾害发生频率较大,提升重载铁路系统抗扰动性事关国家能源运输的畅通,对国民经济发展意义非凡。本文借鉴相关学者对铁路运输组织理论的研究,试图给出一套应急条件下机车周转图与乘务计划一体化协同编制的方法,以此来提升重载铁路系统的抗扰动性。当重载铁路遭遇突发事件袭扰时,列车运行状态受到影响,为使列车在最短时间内恢复正常,使损失降到最低,铁路运输部门往往设置多工种调度,各工种调度人员结合自己的调度经验和调度规范,各自编制及优化列车运行图、列车开行方案、机车周转图和乘务计划等相关计划。由于不同的计划编制时缺乏统一性,致使最终的调度指挥计划通常会出现不协调的情况,并且调度质量难以保证。为使应急条件下调度指挥计划发挥其最大的作用,需要使与调度指挥计划相关的各子计划一体化协同编制。本文通过对突发事件的分类及其对重载铁路的影响机制的分析,建立了应急条件下重载铁路机车周转图与乘务计划一体化协同编制优化模型,并对其算法给出了改进。本文通过对机车周转图、乘务计划独立编制时的编制方法、优化目标、约束条件等进行分析研究,总结出机车周转图与乘务计划的共性,并且建立了机车周转图与乘务计划独立编制时的模型。结合我国朔黄重载铁路运营实际情况,依据机车周转图和乘务计划的特点,构建符合我国国情的应急条件下重载铁路机车周转图与乘务计划一体化协同编制模型,目标函数要求应急条件下取消的运行线数量最少、编制的机车周转图与原机车周转图差异最小、编制的乘务计划与原乘务计划差异最小,从而提高重载铁路应对突发事件的抗扰动性。此外,为改善模型求解速度和解的质量,构建了解空间、设计了双重策略状态的蚂蚁转移概率,有效避免了算法过早陷入局部最优进入停滞状态。最后本文依据朔黄铁路运营实际情况,设计了一个突发事件场景,对本文设计的应急条件下重载铁路机车周转图与乘务计划一体化协同编制模型和算法进行了验证,算例结果数据证明了本文所建模型和算法是可行有效的。本文提出的一体化协同编制理论能够对提升重载铁路应急处置综合能力和保障国家能源运输提供决策支持。