现有的高铁快递列车开行模式极大的受到旅客运输的限制,灵活性差,组织难度高,运量分散,货运基础设施设备不完善,在与公路、航空等其它运输方式的竞争中处于劣势,导致高铁快递市场占有率很小。本文立足于高速增长的快递业运输需求,利用高速货运动车组成功研制的契机,考虑高速铁路线上既有客运列车运行时刻表对高铁快递专列开行的时空限制,研究高铁快递专列的开行方案、运行时刻表及运输方案问题,充分发挥高速货运动车组的运力和运速优势,优化快递行业运输资源结构,提高快递运输效率。本文的主要工作为:（1）总结高铁快递专列运行图编制的主要内容,定量分析影响高铁快递专列开行的主要因素。提出城市间高铁快递运输需求的预测方法;基于高速货运动车组的基础技术参数及装卸作业流程,对列车在车站的装卸速度进行标定;总结高速铁路夜间综合维修天窗的内容及形式,结合客运列车的实际运营数据,界定高铁快递专列开行的时间范围;深入研究既有客运列车运行时刻表对高铁快递专列开行的时空限制,提出了区段内相邻客运列车间插入高铁快递专列的必要条件,结合不同速度等级列车间的安全到发间隔、区间运行时间等的计算方法,得出了高铁快递专列在各站可行的到发时刻集合,同时计算铁路各区段高铁快递专列的通过能力,为下文模型的建立提供理论基础。（2）通过将客运列车运行时刻表对高铁快递专列开行的时空限制转换为专列在各站可行的到发时刻集合,简化了模型难度,仅需考虑高铁快递专列间的安全运行约束。根据高铁快递专列不同发展时期的站段技术条件及高铁快递运输需求,上层模型分别以专列总运行时间最短、高铁快递运输周转量最大为目标函数,输出高铁快递专列的开行方案及运行时刻表反馈至下层模型;下层模型以高铁快递的在途时间最短为目标函数,设计了高铁快递的专列分配原则,输出高铁快递的运输方案,影响上层模型的目标函数,通过不断迭代使得结果最优。设计了遗传算法结合容量限制分配法求解,通过设置较大的变异概率,尽可能减少专列在沿途各站的停站时间,增加停站方案多样性。针对遗传操作后专列间可能存在运行冲突的情况,设置了发车时刻调整规则,提升了算法的搜索效率与收敛速度。（3）选取京广高铁沿线的北京西、石家庄、郑州东、武汉、长沙南、广州南站作为高铁快递专列的经停站点,基于2022年及2027年城市间的高铁快递运输需求,得到高铁快递专列的开行结果,从开行方案、运行时刻表、运输方案、停站时间、断面流量及装载率等维度对专列的开行结果进行详细分析。在高铁快递专列试点阶段,开行三趟高铁快递专列可以满足城市间的高铁快递运输需求。在专列建立品牌优势后,在不考虑对周边城市货源的吸引程度大幅提升的前提下,受现有客运列车运行时刻表的限制,最多能开行四趟高铁快递专列来承担城市间的高铁快递运输任务,需求满足率达到92.01%。对比分析高铁快递专列在不同发展时期的开行结果,分别从短期、中期、长期三个角度给出了高铁快递专列的开行建议。