运输服务质量是货主选择运输方式的重要依据,保障时效性和准时性已经成为各种运输方式提高市场竞争力的主要手段。铁路运输一直注重空间效用提升,时效性和准时性已经成为制约其进一步发展的短板。实施以保证铁路货物运输时效性为最终目标的规划型运输组织模式,是铁路适应市场发展和提高服务质量的有效途径。设计基于时空隧道的规划型铁路运输组织方案以及构建方案编制的数学模型,有助于推进规划型运输组织理论研究和实践应用,为铁路保障货物运输时效性提供参考方案。本文首先梳理铁路运输组织技术和运输服务优化的研究现状,提出研究内容和技术路线。其次,分析运输组织方案实施基础,深度挖掘时空隧道与铁路运输相似性,论述铁路时空隧道运输生产过程,构建基于时空隧道的运输组织方案编制方法,提出最小货物送达时间测算、可分配预留时间计算和流线结合方案的编制思路。第三,考虑到货物送达时间的不确定性,提出基于PERT的货物送达时间测算方法;剖析预留时间分配问题的本质,将预留时间分配问题转化为背包问题,设计背包参数确定方法及求解算法,并进行算例分析,验证模型的有效性。第四,建立基于时空隧道的流线结合模型,以车流改编费用、列车开行成本、车流接续成本最小以及节省物流和仓储成本最大为目标函数,综合考虑车流改编约束、列车运行线约束和预留时间分配约束,设计遗传算法求解模型。最后,以东北局部路网进行案例分析,检验模型和算法有效性。东北局部路网的铁路时空隧道方案算例分析结果显示,基于时空隧道的流线结合模型得到的车流改编方案、货物列车开行方案和预留时间分配方案可以优化铁路运输过程,路网货物送达准时性提高7.5%,铁路运输服务质量显著提升。