铁路客运站主要办理旅客运输组织作业，为出行旅客提供客运服务。大型铁路客运站一般布置在客流集中的区域，主要办理旅客列车始发、终到、通过作业以及其他客运业务。我国大型铁路客运站客流集散量大、作业组织错综复杂，车站作业人员通过预先编制作业计划来指挥实际运输生产，编制高水平、高效率的作业计划是提高车站运输生产效率的关键性因素。近年来，随着列车的速度不断提升，尤其是高速铁路的快速发展，列车在车站的停留时间、发车间隔等都进一步缩短，对客运站作业计划编制提出了更高的要求。大型铁路客运站列车进路安排是一个繁琐而复杂的过程，是车站作业计划中的一项重要内容。分析研究客运站作业组织特点，建立客运站列车进路安排优化模型，并设计快速、准确的求解算法，是提高客运站工作效率，提高铁路客运服务质量的关键。本文在现有成果的基础上主要进行了以下内容的研究：详细介绍了大型铁路客运站车站设备、各项作业以及其特点，分析了作业流程和作业原则，深入讨论了大型铁路客运站列车进路安排的影响因素，主要包括车站咽喉结构与布局、列车进路选择、车站间隔时间、列车占用到发线时间、列车上下行及其去向和列车等级，为大型客运站列车进路安排优化建模提供业务依据。在分析大型铁路客运站到发线作业流程、作业特点和影响因素的基础上，对车站到发线运用的原则、分工等做了概述。以有利于提高车站行车技术作业效率、保证车站行车作业安全，尽可能减少旅客进站上车和下车出站时的站内走行距离和时间，发车时间相近的两列始发或通过列车尽量不停靠同一站台，提高车站既有行车设备利用率包括各股道被占用时间均衡和各股道空闲时间均匀，建立了大型铁路客运站到发线运用的多目标规划模型。进而，对该模型涉及的参数进行了分析确定，主要包括车站作业间隔时间和咽喉作业时间标准，为下文算例验证提供理论依据。对建立模型进行了深入研究，确定了模型的求解思路，提出了到发线均衡运用的评价指标并为模型优化目标运用层次分析法求出各自的权重。在分析对比各求解算法的基础上，选择用构建启发式算法进行本文模型求解，该算法对模型的约束条件有良好的处理能力，能够较好的描述客运站作业特点和进路占用原则，用于求解本文模型具有较强的可行性。最后提出算法思路，给出了详细的计算步骤。针对本文建立的模型和算法，以某大型铁路客运站为实际背景，采用面向对象编程语言C#对算法进行了实现，得到了到发线运用方案。结果表明，所建模型很好的体现了到发线运用的各种要求，每个优化目标在得到的运用方案中都有体现。对计算结果进一步分析，并与该客运站到发线固定使用方案做对比，发现固定使用方案中存在到发线分配不均衡、进路横切正线、站台使用不均衡、旅客上车混乱等情况，而本文模型计算所得到的方案很好的填补了该类不足。本文研究建立的客运站列车进路模型对更加合理的利用车站设备，提高客运服务质量取得了较好的效果，对大型客运站作业计划的自动编制具有一定的借鉴意义。