随着城市现代化进程不断推进,城市综合货物运输枢纽已经成为我国综合交通体系现代化发展的瓶颈,直接影响国家交通综合运输效率和现代物流成本,如何建设设施配套衔接、技术装备先进适用、运输服务安全高效的综合交通运输体系已经成为亟待解决的问题之一。对城市综合货物运输枢纽运能优化匹配和硬件设施设备的无缝连接两方面展开研究能有效整合现有资源,促进国家综合交通枢纽建设,有利于减少运输成本,提高运输效率,缓解城市交通发展供需矛盾。本文站在国家综合运输网络层面,从城市范围着手,城市中不同运输站、场当节点,连接不同站、场的运输方式当线路,点和线组成运输网络,城市就是一个综合交通枢纽,以其货物运输能力优化为目标,首先,系统阐述了综合运输枢纽内涵、基本属性、组成及功能,并对其进行网络描述,深入分析了综合货物运输枢纽能力体系构成、主要影响因素,从网络层面分别提出“点”能力、“线”能力计算方法,结合点能力、线能力计算方法,同时考虑运输网络能力,运用系统建模思想建立城市综合枢纽运输网络能力计算模型,并给出一般规模路网求解算法；其次,根据Wardrop系统最优原理,运用双层规划体系方法,建立广义运输费用最小-运输能力最大双层规划数学模型,该模型与以往所建模型最大不同在于,该模型下层目标函数为广义运输费用最小函数,即路网总的运输费用最小,而不是通常运输时间最短函数。此外,给出了基于合理K短路径的下层目标函数求解算法,同时给出基于K优合理运输路径遗传算法求解上层目标函数,并分析了算法合理性和可行性；最后,以武汉市国家重要交通枢纽城市为例验证了模型及其求解算法可操作性。主要从国家网络层面,根据武汉最近几年货运量,对武汉市2020年货运量进行预测,并选取武汉国家综合运输枢纽网络东西方向一条主要货运通道为例,对其开展定性和定量分析,然后结合其2020年主要货类OD分布,运用第四章所建模型得出可能优化方案。论文相关研究结果丰富和完善了可持续交通发展理论,为构建便捷、安全、高效、绿色、和谐的综合交通运输体系提供理论支持,为国家建设城市综合交通枢纽提供依据和智力支持。