我国的社会经济发展稳中向好,产业结构逐渐向制造业和服务业领域调整优化,进而影响货运需求结构呈现快捷货物产品需求量持续快速增加的新特点。快捷货物运输注重对于运输服务品质的保证,在增强对快捷货物运输吸引力的过程中,促使运输企业从货物运输的全流程来持续改善运输服务质量。近年来,我国铁路设施设备水平不断提升,铁路运输供给能力也达到新的水平。在此背景下,如何充分利用铁路运输资源,优化运输组织过程,实现对快捷货物的安全、可靠、便捷、快速的运输是我国铁路运输部门面对的重要挑战。时效性要求高是铁路快捷货物的重要特点,对于时效性的保证也是铁路运输服务水平的重要体现。因此,本文重点针对铁路快捷货物的时效性进行快捷货物运输服务网络设计的优化研究,为铁路的货运产品供给优化等问题提供支持,主要包括以下几个方面:(1)根据国内外相关文献,阐述了铁路快捷货物的定义和特性,通过快捷货物的运输流程描述了其运输时间的构成,然后,对于服务网络设计问题的研究内容进行了分析和总结,并重点关注了现有模型的特点和求解算法等内容,进而提出了针对铁路快捷货物的时效性进行服务网络设计的思路。(2)文中考虑了货流需求,物理网络和服务网络三者间的制约关系,分别建立了考虑运达期限约束,服务弧的能力约束,物理网络的区段能力约束,决策变量间逻辑关系约束和流量平衡约束的频度服务网络设计模型和动态服务网络设计模型,以运输效益最大化为目标进行优化,平衡运输企业和货主两方面的需求。(3)文中提出了结合k短路径算法和绕行率的备选路径集合的确定方法,在根据服务设计策略得到的备选服务集合的基础上构建模型能够降低模型的求解难度和求解规模。特别是在动态模型中,利用备选服务弧选择提供运输服务的时间段,能够在考虑直达服务和中转服务综合优化的同时,又不会造成求解规模的过度扩大。为了进一步提高求解效率,还提出了针对文中非线性模型的线性化处理方法,便于得到最优解。(4)最后通过Python编程语言调用求解性能优异的Gurobi软件对文中算例进行求解。证明模型能够对于列车服务类型,开行频率,运输路径,流量分配方案进行同时优化,能够得到合理的运输服务网络设计结果,为制定进一步详细的列车开行方案提供支持。图28幅,表18个,参考文献76篇。