我国高速铁路的大规模建设完善了铁路网的功能,同时也增加了路网中旅客列车组织的复杂性。协调既有线和高速铁路合理分工问题的研究,也变得尤为重要。如何合理安排高速铁路和既有线资源,优化旅客列车开行方案是急需解决的问题。跨线旅客列车是协调既有线和高速铁路资源的有效方法,有必要进行深入研究。在现有研究的基础上,对既有列车开行方案进行总结归纳,对跨线列车的开行方案的编制内容和流程进行研究,构建了停站方案多目标优化模型和列车时刻优化模型,设计算法进行求解,以哈大高铁为例验证了模型和算法。论文的主要工作有以下几方面:(1)结合我国既有线开行方案的编制原则和编制方法,跨线客流的特点和运输模式,分析了跨线列车开行方案编制的特点,与天窗设置的协调优化。(2)引入车站节点重要度的概念,评价线路上车站的重要度,并将其作为优化模型中停站服务频率约束的参数。(3)以停站成本最低,乘客总体时间节省最大为目标,以停站服务,列车通路,最大停站次数为约束,建立停站方案多目标优化模型。在确定目标、目标值、目标优先级、优先因子后,将多目标规划转化为目标规划进行求解。(4)根据天窗时间和合理时间域的分析,以乘客时间满意度最大为目标,以时间域,追踪间隔为约束,建立了求解列车始发时刻数学模型。设计了新的编码方式,改进了算法流程,防止不成熟个体提前退出循环,使用改进后的遗传算法进行求解。(5)以哈大高铁为例,使用停站模型进行计算,得出最优停站方案,对停站次数约束参数灵敏度进行了分析,其次结合给出的本线和跨线列车的停站方案,求解列车时刻优化模型,对列车的停站及运营方案提出了改进意见。