铁水物流调度对钢铁企业的连续生产有着十分重要的影响,是目前钢铁企业急需解决的重大问题。铁水机车走行路径调度问题的主要任务是确定铁水机车的行驶路线,从而保证高炉产出的铁水能够及时运往钢厂转炉并进行后续生产。铁水运输过程中涉及一系列复杂的生产工艺过程,并且其运输路径受到厂区铁路轨道路线的限制,因此对铁水机车走行路径调度问题的研究具有很大挑战。本文针对铁水机车走行路径调度问题进行了研究,基于提炼出的问题特征建立了混合整数规划模型（MIP）。针对较大规模的工程实际问题,基于时空网络流的思想,建立铁水机车走行路径调度问题的时空网络流模型并对其进行工程优化。在此基础上,设计列生成算法得到下界,并进一步利用启发式算法获得可行解,从而解决大规模问题。最后以铁水运输过程为背景,设计与开发铁水物流优化调度系统。本文主要研究内容如下:（1）铁水机车走行路径调度问题数学模型的建立。考虑铁水运输过程的实际情况,对铁水机车走行路径调度问题进行研究,以钢铁企业厂区内铁路线路为基础,建立铁路网络,考虑铁水机车在执行运输任务过程中可能出现的路段冲突,以各任务完工时间的权重和最小为目标函数建立混合整数规划模型（MIP）。针对小规模算例,使用CPLEX对混合整数规划模型（MIP）进行求解,验证模型的可行性。（2）时空网络流模型的建立。为求解较大规模的问题,基于时空网络流思想,提出将路段视为节点,将机车走行路径视为流,建立铁水机车走行路径调度问题的时空网络流模型。使用标准化求解软件CPLEX对时空网络流模型进行求解,验证模型的可行性。（3）设计铁水机车走行路径调度问题的列生成算法。为了解决大规模问题,将问题改写为集划分问题从而开发列生成算法得到原问题的下界,并通过分支价格算法得到整数解。基于贪婪思想从路段走行及任务等不同的优先级视角设计了铁水机车走行路径调度问题的启发式算法,进行计算实验求解。将所提出的算法与CLPEX的求解结果进行比较,采用最优间隙、求解时间进行评价,验证算法的有效性。（4）设计开发铁水物流优化调度系统。以钢铁生产过程中的铁水运输过程为研究背景,基于上述数学模型及优化算法,设计与开发铁水物流优化调度系统,从而对钢铁企业的铁水运输机车调度决策进行优化。