我国铁路进入飞速发展阶段,尤其是随着高速铁路网络的丰富与兴建,也为铁路运行组织工作带来更多的挑战。列车能够安全、正点的输送旅客或者货物是铁路运营工作的最基本要求,也是铁路部门承诺其运输服务质量的有效体现。在铁路运输组织工作中,作为非常重要的一个核心技术文件,列车运行图起着举足轻重的作用。列车运行图稳定性优化问题已是一个热门研究的领域,而且铁路线路网络复杂程度越来越高,使得路网上铁路运输组织工作更复杂。在遇到特殊情况影响列车正常运行时,为避免引起大范围的列车晚点情况,我们对于列车运行图的优化调整成为一个亟待解决的问题。非常稳定的列车运行图,在列车晚点发生时,可以及时恢复至按计划行车,让正点率提高。复杂网络理论作为一个新兴的系统理论,目前已在铁路运输、社会、通信等领域得到广泛的应用,然而运用复杂网络理论对铁路网络中列车运行图稳定性的研究仍在初步开始阶段。首先,本论文描述了列车运行图的构成要素和结构参数,并通过对影响运行图稳定性的因素分析,重新界定稳定性的含义。然后,文中通过有关图论理论的相关知识,包括节点的度值、邻接矩阵表示方法,介绍列车运行图有向网络图的构建方法,并通过小案例展示运行图向网络的转化。接下来,文中介绍了复杂网络理论的基本概念和拓扑特性,以研究列车运行图网络的复杂统计特性。在列车运行图复杂网络构建基础上,分析运行图复杂网络的均衡性,可靠性和鲁棒性能,并确定约束条件,构造网络运行图稳定性优化模型。论文最后,运用京沪高速铁路案例验证了复杂网络模型对运行图稳定性进行优化的有效性。因此本文尝试将路网上列车运行图转化为复杂网络的模型,运用复杂网络基础理论研究其复杂统计特性、可靠性,同时对该网络运行图模型的稳定性优化研究。在文章第五章案例中运用京沪线2016年1月份各次列车的到、发时刻为基础数据,铺画列车运行图,接下来确定构建网络的基本要素——节点和边,以到发时刻为节点,将复杂网络模型具体化,然后运用Pajek复杂网络分析软件、R辅助计算软件和MATLAB编程软件共同分析求解模型,本论文中的研究方法在铁路运输过程中遇到突发情况时对列车运行图稳定性优化研究具有参考意义。