随着我国经济发展进入新常态,社会产业结构也发生了很大的调整。政府推出重点化解产能过剩,推动产业转型升级的新战略,导致以大宗货物运输为主的铁路运输受到很大的影响。面对货源的急剧减少以及其他运输方式的竞争压力,发展适应现代化物流市场的快捷化运输已经是现代铁路发展的一大趋势。而开行方案是铁路部门工作的指导性文件,其合理与否直接影响运输生产效率和服务水平,因此,研究快运班列的开行方案对提高铁路在快运市场的占有率、合理利用铁路运能资源具有重要的现实意义。本论文在此背景下,研究了我国铁路货物快运班列开行方案优化设计中的几个相关问题。1、总结了我国铁路现行快运货物班列的组织现状。通过统计中国铁路客户服务中心公布的快运货物班列开行方案的数据,对快捷货物运输的组织流程、快运货物班列的产品体系以及各类班列的主要特征进行系统分析,得出我国现行快运班列存在市场竞争力不足、班列兑现率不高、快运产品开发策略不足和开行方案优化不足等问题。2、研究了稳定直达班列优先固化条件下的快运货物班列的开行方案编制方法。针对快捷货流对时效性要求高的特殊性,本文提出将一部分优质稳定货流优先固定在直达班列上的方法。此外,对剩余货流在编制开行方案时,同时考虑直达班列和中转班列相结合的开行模式、班列的灵活编组、多等级服务和货主的最大允许送达时间约束四个因素,最终得到更加符合实际需求的开行方案。3、构建了基于节点拆分方式的快运货物班列开行方案优化模型。将每个节点拆分为到达节点和出发节点,在节点间添加联弧,得到铁路货物快运班列运输服务网络。这样,铁路货物快运班列开行方案优化问题可以理解为在拆分后的网络中添加联弧,从而转化为一类特殊的网络设计问题。采用K短路的算法将车流分配到该运输网路中,在此基础上确定快运货物班列的开行方案。最后借助商业软件LINGO11对模型进行求解。算例表明,给出的模型和求解策略能够在较短时间内得到问题的全局最优解。