随着我国经济的迅速发展,如何对快运系统进行优化已成为制约快运企业发展的重要问题。此优化涉及到两方面的内容,一是快运系统的结构优化,涉及到配送中心选址的优化问题、运输网络的结构优化问题等;另一方面是快运运营管理的优化,典型的有快运车辆装载问题和车辆路径安排问题。围绕上述本文主要做了以下工作：(1)构建了国际快运运输网络基本模式,基于快运业时间阈值的特点以及干线和支线运输的运价折扣因素,建立了快运网络优化的混合整数规划模型,设计了基于LINGO的求解算法。通过数值实验,分析揭示了时间和成本这对快运业的永恒矛盾,有助于量化权衡快运业的广义成本,进而为快运网络优化提供决策支持。(2)基于快运的多方式、多目标、以及多维度等特征,对快运网络进行超网络建模,提出了两种基于多种运输方式的成本与效率阈值的多目标超网络模型的优化策略,算例分析显示了快运网络的运输方式与快运效率、快运成本之间的优化关系。(3)通过引入剩余空间及其相关作业,建立了基于剩余空间的厢式货车配载与配送联合优化的混合整数规划模型,提出了一种由C-W节约算法与基于剩余空间的装箱算法有机结合的交互式算法,仿真实验结果证实,联合优化优于配载优先与配送优先的单独优化。(4)考虑了货物的易损性、装载的稳定性等配载约束,构建了车辆配载与配送联合优化的混合整数规划模型,基于问题自身的特点开发了由配载启发式算法和基于节约值的蚁群算法有机结合的混合算法,采用基准实验问题进行了一系列对比试验,结果显示了所提出的模型及算法的有效性与实用性。