近年来,随着高速铁路的大力推进,我国铁路已经形成了由高速铁路和既有线构成的复杂网络。高速铁路的建设和运营极大的提高了铁路整体运输能力,使网络结构更加复杂,客运列车的开行路径也呈现指数级的增长。研究客流路径优化和基于铁路物理网络的客流分配,对于旅客列车开行方案的研究具有重要的意义。本文在总结国内外研究现状的基础上,首先从主观因素、客观因素两方面分析铁路旅客出行选择行为。其次,研究铁路物理网络的构建和设计,并提出改进的Dial算法实现基于网络的客流路径的搜索和优化,并对算法参数取值进行了探讨。接下来,在分析常用的客流分配方法和铁路客流分配自身的特点基础上,定义效用方程,提出虚拟换乘路段和换乘系数函数的思想,通过建立其与通过流量间的关系来实现不确定环境下的换乘广义费用的表示。在此基础上建立多用户双准则客流分配模型,根据旅客时间价值的不同将旅客分为多个用户组,考虑时间和费用两个准则的衡量。该模型可通过MSA算法求解并易于编程实现。最后,以京沪区域铁路网络客流分配为例进行了案例分析,各OD客流路径分配及路网整体客流分布情况表明,计算结果较好的反映了不同用户组的选择倾向和整体客流分布,验证了方法的有效性和科学性。