铁路运输业是一个带有全局性、基础性的服务行业，与经济发展、社会稳定、群众生活息息相关，直接关系到国家整体功能的发挥、国民生活质量的提高和国家的可持续发展。因此，铁路运输的优化定价会对社会经济发展产生重大影响。铁路运输合理的定价不仅可以调节城市间交通需求和城市间交通供给，而且可以促使资源配置优化，有助于实施可持续发展的交通运输政策。因此，关于铁路运输定价的研究是交通运输学中的热门课题。如何建立一套科学、有效的铁路运输定价理论和模型，从而为国内铁路运输的定价提供新的思路和方法具有重要的研究意义。针对铁路客运定价问题，在查阅了大量国内外相关文献的基础上，分析了铁路客运定价及相关领域的研究现状，并对该问题进行了较为系统的研究，将铁路客运定价问题概括为：铁路客运高峰定价问题；铁路客运票价利润合理性问题；在市场环境条件下铁路客运定价问题。针对上述三类问题，本文分别建立了其相应的优化模型及求解方法研究。边际成本定价合适于交通运输业的特点，可以使社会福利达到最大。双层规划是解决市场环境条件下铁路客票定价问题的有效方法，既使铁路客运企业收益最大，又保证了旅客广义出行费用最小。本文针对铁路客运定价问题，运用边际成本定价法、综合评判方法、双层规划等方法进行建模及优化，并进行了仿真。结果表明，所建模型是可行和有效的，具有实际应用价值和现实指导意义。