本发明提供一种保持高速列车运行稳定性的在线控制系统及方法，涉及高铁调度技术领域。该系统及方法首先设置高速列车运行过程的限制参数，然后获取列车运行过程中列车作业时间实际信息，进而确定发生作业时间扰动的列车、扰动发生的所在进路序号、扰动量大小和时间扰动类型；再分析确定所有受扰动影响的列车；根据高速列车运行实际信息、时间扰动类型和扰动影响的列车，分析确定扰动产生的列车作业时间冲突情况，进而对列车作业时间冲突导致的调度计划异常延误进行预报，确定列车作业时间冲突导致调度计划的异常程度；最后根据调度计划异常延误预报结果，对调度计划进行在线调整，消除调度计划中出现的列车作业时间冲突情况。