以枢纽站为核心的轴辐式物流网络在邮政业务、航空运输、企业物流、旅游管理等诸多领域都有着广泛的应用。同时,针对我国物流业发展迅速却呈散、弱、小的局面,轴辐式物流网络是整合我国物流资源、提高物流资源利用效率、降低物流成本的有效网络结构。相比直通式物流网络,轴辐式物流网络具有产生规模效益、促进物流资源整合、推动第三方物流的发展、减少运输工具等众多优点,但也带来绕道成本、节点成本等缺点。为充分发挥轴辐式物流网络的优势,减少其负效应,推动该网络在国内的应用,论文围绕轴辐式物流网络的选址与路线优化,对多分配枢纽站覆盖问题,成本-路线优化、分段成本函数的轴辐式物流网络设计问题,带节点成本的轴辐式物流网络设计问题等内容进行了系统地研究,并以航空运输网络与邮政运输网络的若干实际问题为例进行了实证研究。论文首先介绍枢纽站、轴辐式物流网络的概念及其特点,说明论文的选题背景动机,归纳研究的现实与理论意义。同时,论文回顾了枢纽站选址问题、轴辐式网络设计问题及相关算法的研究现状,提出本论文的研究目标与路线。其次,论文介绍多分配枢纽站的中位选址问题及其模型,并提出求解该问题的禁忌搜索算法。以此为理论基础,结合我国航空运输业的具体情况,研究了关于中枢航线网络优化的一个实际问题。第三,论文研究多分配枢纽站的最大覆盖选址问题,建立了该问题的一个改进模型,并提出了求解问题的遗传算法、禁忌搜索算法、路径重连算法,同时,我们以AP数据包提供的实例为平台对模型、算法进行计算实验。此外,我们将问题应用于我国中枢航线网络优化的一个具体实例。最后,论文以AP2-11网络为参照对象,分析多分配枢纽站最大覆盖问题的网络设计结果。第四,论文研究多分配枢纽站的集覆盖选址问题,建立了该问题的一个改进模型,并提出了求解问题的遗传算法、分散搜索算法,同时,我们以AP数据包提供的实例为平台对模型、算法进行计算实验。最后,我们以AP2-11网络为参照对象,分析多分配枢纽站集覆盖问题的网络设计结果。第五,论文分析多分配枢纽站的中位、覆盖选址问题的不足之处,通过引入一个新的假设条件,提出了成本-路线优化的轴辐式物流网络设计问题。同时,论文建立了该问题的一个混合整数规划模型,分析了模型的最优解特征,设计了求解问题的贪婪算法,并以AP数据包提供的实例为平台对模型、算法进行计算实验。最后,我们以AP2-11网络为参照对象,比较分析这一问题的网络设计结果。第六,论文针对成本-路线优化的轴辐式物流网络设计问题只考虑二段成本函数的不足,通过引入分段成本函数,提出了分段成本函数的轴辐式物流网络设计问题。同时,论文建立了该问题的一个混合整数规划模型,设计了求解问题的贪婪算法,并以AP数据包提供的实例为平台对模型、算法进行计算实验。最后,我们以AP2-6网络为参照对象,分析分段成本函数相比二段成本函数的优越性。第七,针对轴辐式物流网络容易产生节点成本这一不足之处,讨论带节点成本的轴辐式物流网络设计问题。我们以论文建立的模型与算法为基础,将问题应用于我国中枢航线网络优化的一个具体实例。最后,对全文内容及研究结论进行了总结,并对文中有待进一步深入研究的地方提出日后研究的方向和展望。