本研究主要目標在構建一個具實務使用能力之數學模式，以求解臺鐵於現行營運班表下增加包車班次之列車排班問題，並分析列車排點方案穩定度。此外並蒐集分析臺鐵現行加開列車申請作業流程（含列車排點、機班、車班編組）並提出改善建議。 本研究主要包含4部份：第1部份分析臺鐵不定期列車之需求、供給狀況與內部作業流程；第2部份構建最佳化數學模式，求解在現行定期列車班表中加入不定期列車之方案，考慮限制因素有不影響定期班表及對定期班表影響程度最小兩項；第3部份以模擬方法評估隨機擾動及調度作為影響下的班表穩定性；第4部分以新左營至臺東、100年9月28日改點之真實軌道與真實班表驗證模式正確性與實用性。