随着高速铁路的发展,列车的运输服务水平不断提高,旅客的出行需求得到了一定程度的满足,但是他们也对运输服务水平提出了新的要求,希望获得更加安全、舒适、快捷、方便、经济的运输服务。由于旅客运输细分市场的形成,不同出行需求的旅客对出行费用、服务水平等要求也不尽相同,为了更好地满足旅客的多种出行需求,需要探讨旅客出行选择行为及乘车方案选择行为,同时研究旅客运输网络的客流分配,根据分配结果和运输需求调整运输组织方案,为旅客提供高质量的出行服务。本文分别从微观层面、中观层面和宏观层面系统地研究了铁路旅客出行选择行为及客运网配流优化方法。首先,从微观层面主要分析了铁路运输供需多样性和铁路旅客出行选择影响因素,以铁路个体旅客为研究对象,重点分析了个体旅客出行方式选择偏好。其次,从中观层面分析了一类别的旅客群体出行选择行为,通过深入分析铁路旅客乘车方案选择决策行为的影响因素,构建了铁路旅客乘车方案选择决策行为的评价指标,并运用聚类分析方法优化了评价指标,采用主客观组合赋权方法确定了铁路旅客乘车方案选择行为评价指标的权重,最后建立了铁路旅客乘车方案选择行为的灰色综合评价模型,客观有效地为旅客提供最优的乘车方案。再次,从宏观层面考虑旅客列车时刻表,构建了基于列车剩余承载力的铁路旅客出行网络模型,并定义了旅客出行网络弧段的权值,分析了列车剩余承载力的变化对铁路旅客乘车网络拓扑结构的影响；把铁路旅客出行总时间、总费用以及总换乘次数作为最优路径确定的重要影响因素,设计出基于列车剩余承载力的铁路旅客出行最优路径集生成算法,并通过算例验证了该铁路旅客出行网络模型和出行最优路径集生成算法的有效性；同时,在分析铁路客流变化直接和间接影响因素的基础上,探讨了铁路客流准周期及非线性波动的特性,总结了客流变化规律,并对其进行了定量化,构建了基于模糊K近邻法的铁路客流预测模型,为铁路客运网的客流分配奠定了基础。最后,由各OD间多条旅客出行路径构建了铁路客运网络模型,基于铁路客运网考虑了不同铁路线区间客流输送能力和旅客出行路径综合总阻抗,提出了不同铁路线区间客流输送能力饱和熵和旅客出行路径综合总阻抗熵,为使得铁路客运网中各铁路线区间客流输送能力和各出行方案客流分布均达到动态平衡的状态,建立了铁路旅客运输能力与旅客出行需求尽可能匹配的客流分配优化模型,并提出了基于组合熵优化的客流分配迭代优化求解算法,并通过构建某个铁路客运网进行算例分析,验证了模型与算法的合理性和有效性。