铁路重载运输已被世界公认为是未来货运发展的方向,当前我国铁路运能吃紧,重载运输是解决铁路运输紧张的关键,尤其是在经济发展迅速的今天,规划和建设铁路重载运输通道显得刻不容缓。然而新建铁路重载运输通道需要投入大量的资金和建设时间,在建设资金有限的情况下通过对既有线实行重载化改造形成运能大、货流稳定的重载运输通道,对于短期内缓解我国铁路运输压力、提升铁路市场占有率来说更具有重要意义。本文以铁路重载运输通道的布局和优化为对象进行系统研究,认为其通道系统构成除了具有开行重载列车的线路设施外,还应具备为通道提供稳定货源和货流的战略装车点。全文围绕铁路重载运输通道的系统资源配置及优化、战略装车点的布局优化以及基于既有线改造的通道规划三方面进行以下研究：(1)在铁路重载运输通道的理论研究方面。定义了铁路重载运输通道的概念,对铁路重载运输通道的特征和形成机制做出分析。(2)在铁路重载运输通道的运力资源配置方面。对通道内的系统配置进行阐述,把通道的吸引区域划入运力资源范畴,给出了符合重载通道特点的不同径路费用模型描述,建立了搜索吸引区域边界的算法,为通道提供准确的计划车流提供依据。(3)在通道功能节点的布局优化方法方面。以战略装车点为代表,分析了其与铁路重载运输通道建设的依存性,建立了基于免疫算法的选址优化模型,给出了针对问题的可行解生成方法,通过构造一个算例证实了算法的收敛性和模型的有效性。(4)在铁路重载运输通道的布局优化上。阐述了铁路重载运输通道的规划原则,建立了基于既有线改造的重载运输通道规划模型。对模型采用分层求解方法,提出径路重要度概念并给出两个测算指标,给出既有线改造的路径选择方法,提出一种基于路网OD排序的配流方法,最后以一个算例对方法进行可行性验算。