我国高速铁路网规模不断扩大，客流持续增长，旅客出行服务质量需求日益提高，为我国高铁列车和客流组织带来了机遇和挑战。周期列车开行模式具有提高列车服务水平、充分利用区间通过能力、吸引更多客流等优势。列车停站方案作为列车开行方案的重要要素，其组合决策水平决定了列车服务水平，影响客流对列车的选择；优化的列车停站结构能更好适应多样化的旅客出行需求、吸引更多客流。因此，本文研究高速铁路周期列车停站结构优化及对客流需求的影响，优化设计出能更好满足旅客出行需求、提高列车服务水平和降低铁路成本的列车停站方案。本文主要研究内容有：
　　(1)分析周期列车停站方案相关理论。介绍周期列车开行模式，分析周期模式对我国高铁的适用性。从车站、客流、列车开行和服务水平角度分析周期列车停站方案的影响因素。通过国外周期列车停站方案与我国非周期列车停站方案对比分析，总结周期列车停站方案的特点。提出我国高铁采用周期列车停站方案的结构要求。
　　(2)构建周期列车停站方案优化模型和交叉熵分层算法。基于备选集和集合覆盖问题的周期列车停站方案优化模型，以铁路运营成本和旅客出行费用最小为优化目标，决策列车停站、频率及周期内各列车的到发时间窗，同时满足各OD旅客的空间和时间出行需求。所建立模型为双目标混合整数规划，为提高模型求解效率，设计分层求解法与交叉熵方法结合的交叉熵分层算法。从不同层级列车开行比例、不同列车停站方式、不同运距列车组合、不同层级列车速差和不同列车停站次数方面设计5种列车停站组合策略，作为研究不同结构的列车停站方案对客流需求满足、列车服务水平和区间能力利用影响的基础。
　　(3)构建周期列车停站方案客流影响评估模型。研究列车停站结构对客流需求的影响机制，从列车服务特性和客流OD特性分析了旅客乘车选择行为的影响因素。根据模型需求和特点，对多种客流预测模型分析比较，确定采用多层感知器(MLP)模型作为列车停站方案客流影响评估模型。
　　(4)对京沪高速铁路进行案例分析。基于5种列车停站组合策略，设计列车备选集作为模型输入，利用模型求解得到多种不同结构的列车停站方案，对方案指标结果进行对比和分析。并利用客流影响评估模型进行客流预测，得到各方案的客流指标，分析不同列车停站结构对不同层级客流的吸引和抑制作用。最后为铁路根据实际需要选择不同结构的方案提出优化建议。