铁路是综合交通体系中的重要组成部分,在我国社会经济发展中起着至为关键的作用。随着高速铁路网的建设运营,使得既有线运能得到了释放,为我国铁路货运改革提供了有力保障。但是当前货运市场下各运输方式之间的激烈竞争和货主对运输服务准时性、时效性的高要求,也给铁路货运带来了极大挑战。因此优化铁路货运组织模式,进行铁路流线结合优化研究显得极为重要,不仅可以掌控货物全程运输状态,推算货物送达时间,保障运到时限,还可以优化设计运输服务网络,减少路网车流的总运输时间,提高服务质量。论文首先对国内外研究现状进行综述,指出了现有研究的不足,明确了流线结合优化问题的研究内容和方向,然后分析了我国铁路货运组织理论,构建了基于运到时限的铁路流线结合优化模型,设计了基于拉格朗日松弛的次梯度优化算法和启发式算法进行求解,以小案例验证了算法的有效性,最后以沈阳铁路局的路网和数据为实例进行分析研究,证明了论文的实际应用价值。论文主要工作和研究内容如下:(1)从货物送达时间和运输服务网络设计两方面综述国内外研究现状。明确了现有研究之后,决定从货物全程运输过程的角度来推算货物送达时间,并利用离散时空网络描述车流的时空二维属性,同时优化设计运输服务网络以适应车流波动,保障运到时限。(2)对我国铁路货物运输组织理论进行研究,理清了货运计划体系,将货物送达过程分为始发、终到货运站作业过程、技术站中转作业过程和区段旅行过程,分析各过程的货物作业时间,改进现阶段下组织型运输模式,与规划型组织模式结合使用。(3)构建了基于运到时限的铁路流线结合优化模型,以路网车流总运输时间最小为目标函数,依托离散时空网络进行建模,并对时空网络改良优化,简化了模型复杂度。之后设计拉格朗日松弛算法求解模型上下界,以小案例验证了算法的有效性。(4)以沈阳铁路局路网和数据进行实例分析,收集数据、设定参数,然后构建了改良离散时空网络,求解得到了货物车次接续计划和运输服务网络设计方案,对结果的可行性和优化效果进行分析,表明了论文的实用价值。