科学合理地编制货物运输方案,是高铁快递日常运输组织的核心任务之一。针对快递总量增长和国家政策鼓励下的高铁快递旺盛需求,以及当前单一化运输方案之间的矛盾,本文从提升运输效益的角度出发,对当前客运动车组捎带运输模式下的运输方案优化问题展开研究,以期高效利用客车运能,满足货物送达时限,促进高铁快递的中近期发展。本文主要研究内容如下:（1）研究了高铁快递运输方案优化的基础理论与方法。从高铁快递市场需求、细分时限的产品供给、运输组织等基础理论出发,逐步推进,分析了客车捎带模式下的高铁快递组织特征和业务流程,并具体指出了运输方案编制内容及其影响因素。进而深入问题,阐述并明确了相关理论方法和解决思路。（2）研究了客车捎带模式下的运输方案备选集生成问题。构建了包含列车时刻表信息和货物状态变化的高铁快递时空网络,将运输方案抽象为网络路径问题,进而构建了时空路径生成模型。模型以运输时间最短为优化目标,综合考虑了中转次数、接续时间、滞留时间等实际作业要求,并以逐次添加约束的形式实现了多条备选路径的生成。通过算例验证了模型的有效性,以及所生成路径的实践可行性。（3）研究了考虑时限细分的高铁快递运输方案优化问题,即在（2）的结果基础之上考虑高铁快递的产品分级及时限特征,对备选运输方案进行选择。具体地,将产品时限和寄件时间纳入货流变量属性,计算各运输方案的时效参数,以运输费用与逾期惩罚费用最小作为目标函数,构建了考虑时限细分的运输方案优化模型,并设计了基于拉格朗日松弛的求解算法。沿用（2）中路网作为算例,验证了模型和算法的有效性,进而说明了货物的送达时限和货主寄件时间对运输方案选择具有决定性影响。（4）案例研究。以京津冀地区为背景展开实证研究。运用重力模型法对该地区高铁快递OD量进行测算,选取284个备选运输车次,对（2）和（3）中模型和算法进行实证检验。其一,通过结果验证了模型和算法的实践可行性,进一步分析了运输方案结果及列车能力利用情况;其二,对运量持续增长下的网络能力适应性展开研究,发现网络或将于2024年出现瓶颈区段,于2026年达到能力饱和,进而提出了运能供给提升措施;其三,针对不同产品结构进行多次实验,分析了产品结构调整下的时效兑现率及企业收益变化趋势,并对产品结构优化策略展开探讨。