近年来，中国综合交通货运体系得到进一步发展，空运、海运等运输方式不断完善，铁路运输市场正处于一个尴尬的境地，货运市场份额呈下降趋势；各类运输企业纷纷成立公司加入物流领域；中国加入世贸组织后，开放的货运环境使我国物流业发展迅猛，但大量国外专业的物流公司开始抢滩中国物流市场，使我国铁路货运难以在国内外激烈的竞争中立足。各铁路局正在积极改革以应对来自各方面的挑战，力求向现代铁路物流转型。基于上述提出的行业环境，本文选取X铁路局作为研究背景，通过对X铁路局当前面临的机会、威胁及企业优劣势进行分析，提出X铁路局与专业第三方物流企业通过合作或重组等不涉及股权的方式构建物流服务供应链（LSSC），以趋利避害、提升双方企业的核心竞争力。针对X铁路局和第三方物流企业的供应链合作利益分配问题，文章分别构建了集中控制模型、批发价格契约模型及收益共享契约模型，通过三种协调方式对合作利益进行优化，并对不同模型下的协调结果进行对比，证明了收益共享契约可使X铁路局和第三方物流企业的合作供应链达到系统最优的效果，物流服务供应链相比于批发价格契约下实现了Pareto优化。最后，文章采用X铁路局现有的数据，通过设置合理的参数，对上述建立的三个协调模型进行算例分析，通过实例论证了收益共享契约在协调供应链合作利益分配问题中的有效性，并根据研究结论对X铁路局实施收益共享契约协调方法提出了合理化建议。