由于我国经济的发展及其结构的改变,使得人们对于快捷货物的需求迅速增长,对于快捷货运的服务质量也提出了更高的要求。同时,随着社会的发展和人们环保意识的普及,越来越多的人意识到低碳的重要性,运输行业作为能源消耗的大户,政府对其CO₂的排放也提出了强制性的要求。而服务网络设计是通过制定有效且合理的运营策略,以及运输生产活动有计划地进行,从而在极大程度上满足服务双方的利益,最终实现服务与效益的双重目标。因此,本文以低碳为背景,在总结并分析快捷货运、低碳运输与服务网络设计相关现有研究成果的基础上,通过对比与分析,针对铁路快捷货运服务网络设计问题进行了研究。主要研究内容包括以下四个方面:（1）铁路快捷货运系统以及服务网络的影响因素分析在铁路快捷货运、低碳以及服务网络等相关概念的基础上,首先,分别针对铁路快捷货运的产品分类及特点进行分析;其次,通过近年的数据收集整理与统计,并结合相关测算方法,分别针对铁路快捷货运的供需现状和铁路货运的能耗、CO₂排放量及排放强度进行计算与分析;最后,在网络设计、运输网络设计、快捷货运服务网络设计以及铁路快捷货运服务网络设计等相关概念概述的基础上,针对铁路快捷货运服务网络的特性及影响因素进行了阐述分析,并分别介绍了频度服务网络设计模型与动态服务网络设计模型,及其差异性与适用性。（2）铁路快捷货运服务网络设计优化首先,通过对既有研究的整理与分析,针对服务网络的建模机理进行了系统的分析。然后,在此基础上构建了以总成本最优的铁路快捷货运服务网络模型,同时针对所构建模型的特点进行了分析,并以此为依据设计分支定界算法进行求解。最后,通过设计算例及求解,针对不同时效性下服务网络设计的优化结果进行了对比与分析。（3）低碳背景下铁路快捷货运服务网络设计优化基于上述低碳相关概念以及碳排放影响因素的分析介绍,通过碳税机制的引入,从而将碳排放量成本化。为了进行对比分析碳排放对于铁路快捷货运服务网络设计的影响,综合考虑碳排放的影响,以总成本和碳排放总量最小作为优化目标构建考虑碳排放的铁路快捷货运服务网络设计模型,并通过TOPSIS决策方法求解多目标模型。（4）实例分析及相关参数灵敏度分析根据所构建的模型的特点及规模,通过设计相关算例,利用Matlab编程计算验证算法及模型的有效性。针对模型中的相关参数进行灵敏度测试与分析,从而总结分析碳排放、时效性等相关因素对铁路快捷货运服务网络设计的影响。经分析,相比不考虑碳排放的情况考虑碳排放时铁路快捷货运的总成本增加了33.2%,但相应的碳排放减少了38.3%,运输时间缩短了15.2%。在上述分析研究的基础上,总结了低碳对于铁路快捷货运服务网络设计的影响及意义。最后,分析了论文在研究过程中存在的不足,并指出了有待于进一步研究的问题。