随着我国社会经济的快速发展,快运货物运输需求极速增加,快运需求向着高时效性、定制化的方向发展。因此,为了适应市场需要,同时深化铁路货运改革,我国铁路于2014年推出了高铁快运业务。高铁快运具有高效、便捷、安全的优势,但我国高铁快运运量依旧较低,存在着产品体系单一、运力资源限制、站场装卸效率低、门到门衔接不良等问题。为降低高铁快运运营成本,提升我国铁路运输企业效益,同时提高快运市场的占有率,本文从高铁快运的运输组织的角度出发,从以下几个方面展开研究:(1)阐述了国内外高铁快运发展研究现状。通过对国内外高铁快运运输组织现状及研究现状进行分析,总结国外发展经验及我国高铁快运存在问题,提出高速铁路快捷货物运输组织的研究方向。(2)设计了考虑高铁快运市场的发展现状及高速铁路装备技术发展现状的产品体系。首先,通过分析我国快递市场的发展现状与发展前景,提出高铁快运的发展要求;其次,通过对高铁快运货物需求特性进行分析,提出高铁快运目标市场定位;最后,通过分析现有高铁快运产品的不足,丰富并细化了现有产品体系。(3)分析了高铁快运的运营条件及作业过程。首先,通过分析四种开行模式的特点,确定高铁快运可采用的开行模式与开行时间;其次,从列车载运能力条件、货物装卸器具条件、站场作业条件三个角度,分析了高铁快运运营条件;最后,针对不同开行模式提出6种运输组织方案,并分析了不同方案的优劣势、适用性及作业流程。(4)建立了基于分层动态服务网络的高铁快运运输方案优化模型。首先,根据本文多种运输组织模式、多种高铁快运产品共存的问题特点,建立了基于网络分层及节点拆分的动态服务网络;其次,提出了网络中运输弧的调整方法,刻画了网络中货物中转与货流分配过程;最后,基于服务网络,以铁路运输企业收益最大化为目标,构建了考虑车辆平衡约束、货流平衡约束、多种运输能力约束及运输时间窗限制的0-1混合线性规划模型。(5)设计了基于遗传操作的两阶段求解算法并求解验证。首先,阐述了两阶段求解思路,并通过两阶段迭代求解,得到优化的高铁快运运输方案;其次,通过设计多个计算场景的小规模算例对比验证了模型及算法有效性;最后,以长三角城市群高铁线路构成的高铁快运路网为背景,设计了大规模的案例进行求解,说明多开行模式下中转与直达组合的高铁快运组织方式可以更好的吸引货源,提升铁路运输企业的收益。