为了适应我国市场经济高速发展的需要，满足货物运输多样性的需求，实现从传统运输企业到现代物流企业的转换，提高铁路运输服务质量和水平，我国铁路迫切需要针对客货分线运输的逐步实施，对既有线长期以来所形成的调度指挥型货物运输组织模式进行突破性的变革，树立运输组织的新理念，探索符合我国铁路发展特点的货物运输组织模式，推进铁路货物运输的持续发展。 本论文借鉴发达国家铁路运输组织模式的演变发展经验，分析了我国铁路货物运输组织模式改革的背景条件，提出了适合我国国情和路情的货物运输组织模式改革总体方案，并研究了货物运输组织模式改革的支撑技术。主要工作包括： （1）通过对铁路货物运输组织系统的分析，研究了铁路货物运输组织模式的构成要素，明确了各构成要素的不同作用，提出了铁路货物运输组织模式的分类方法。进一步，指出了调度指挥型和计划主导型、资源限制型和资源适应型、效率型和效益型、集结中转型和直达型等几种运输组织模式类别的特点及适用条件，并通过对各种运输组织模式类别相互关系的分析，揭示其本质上的一致性，提出以调度指挥型和计划主导型作为各类运输组织模式的代表展开相关研究工作。 （2）针对我国铁路既有线长期形成的资源限制条件下调度指挥型货物运输组织模式存在的主要问题，分析了货物运输组织模式改革面对的社会经济、市场以及铁路自身发展的迫切需求和有利条件，从我国铁路运输资源配置的现状出发，考虑客货分线运输的逐步实现以及我国综合运输体系的逐步完善，设计了我国铁路货物运输组织模式改革的总体方案。该方案明确了货源货流组织方法、车流组织形式、运输产品结构优化等“计划主导型”货物运输组织模式改革的主要内容，并指出在货物运输组织模式由“调度指挥型”逐步向“计划主导型”转变的过程中，允许“调度指挥型”和“计划主导型”两种模式并存，可以区别不同区域、线路、列车种类实施不同的货物运输组织模式。 （3）根据列车编组计划与列车运行图一体化编制的特征，借用多Agent的思想建立了列车编组计划与运行图一体化编制的概念模型。鉴于列车编组计划与运行图的一体化编制问题极其复杂，本文从列车编组计划与运行图的协同优化入手，开展流线结合的运输组织计划编制技术研究。以实现流线的时空协调为目标，利用准航空线运行图在列车编组计划与运行图之间形成协调反馈机制，构建了列车编组计划与运行图协同优化编制的框架模型。 （4）建立了网状绒路条件下的列车编组计划与准航空线运行图优化编制的双层规划模型，根据模型特点，选择了同一计算节点多种群并行进化的并行遗传求解算法。分别设计了运输费用固定和可变条件下列车编组计划与准航空线运行图优化编制算例，对模型、算法进行了验证，并对有关计算结果进行了对比分析。 （5）引入货物的发送、到达和运输时限3个“时间窗”，研究了基于动态服务网络的快运直达班列开行方案的优化模型和求解算法，设计算例对模型进行了验证，并分析了在网络中设计相同速度等级的服务与设计不同速度等级的服务对开行方案的影响。