铁路运输通道是我国交通运输系统的重要组成部分,随着经济高质量发展以及新建的高速铁路客运专线的逐步投入运营,部分地区的铁路运输通道将逐渐形成“客货分离六线”新格局,这是我国《中长期铁路网规划》对铁路系统未来发展的期望与愿景。这一新的运输通道格局将衍生出诸多亟待解决的问题,例如,如何对新建高铁的客流进行预测,如何编制新建高铁的列车开行方案等。客流预测的科学性以及列车开行方案编制的合理性将直接影响一条运输通道乃至整个铁路系统的运输资源优化配置。因此,本文以旅客运输为研究对象,以新建高铁的客流预测及列车开行方案编制为出发点和落脚点,构建了相应的研究框架与理论体系,为解决这一日趋频发的实际问题提供了理论支撑以及实践指导,主要研究内容如下:(1)首先,对重点概念进行梳理辨析并明确在文中的含义,对客运供需的演化机理及旅客的出行行为进行系统分析,为后文的客流预测提供了理论基础。介绍列车开行方案的编制方法与原则,为列车开行方案模型的构建提供了思路。(2)其次,为科学预测新建高铁的客流分布,本文从综合交通的角度出发,以综合运输通道为研究对象,构建了“客流生成、客流分布、客流诱增、客流分担”的四阶段预测方法,先后运用组合预测模型、改进重力模型、诱增运量模型、多项Logit模型予以实现。为标定模型中的参数及求解,运用MATLAB分别设计了贝叶斯网络、灰色预测、最小二乘法、极大似然估计等算法,形成了一套相对科学合理的客流时间及空间分布的预测框架。其中得到的高铁客流预测量为后续的列车开行方案编制提供了数据基础,实现了客流与车流的直接匹配。(3)然后,为编制新建高铁的旅客列车开行方案,本文构建了基于列生成算法的高铁列车开行方案两阶段模型。第一阶段为列车备选集生成模型,以列车开行总成本最低为目标函数,通过构造检验数子问题,运用列生成算法求解了该模型;第二阶段为客流分配模型,以高速铁路客运专线运营效益最高为目标函数,以提升高铁市场竞争力为原则设计约束条件。最后运用Python和Cplex混合编程实现了新建高铁列车开行方案的算法设计。(4)最后,以胶济通道、济青高铁为研究对象,在现状研究及数据搜集的基础上,采用本文构建的研究框架及模型算法,对胶济通道的客流分布进行预测,并完成了济青高铁本线列车开行方案的编制。证实了本文研究思路及算法的实用性及合理性。图30幅,表31个,参考文献62篇。