在铁路重载运输系统中，开行重载列车不仅需要具备一定的基础条件，还需要对编组站技术作业组织、列车的编组方式、运行图的结构等运输组织方式进行相关的调整。重载铁路由于运能较大，对各装车点的能力要求也相对较高，通常情况下重载铁路车辆周转时间中的l/3消耗在装卸车站上。所以研究装车区的车流组织关系，构建编组站车流优化模型，解决编组站与装车地之间的空、重车流关系就显得尤为重要。大秦铁路是我国第一条重载煤炭运输专线，担负着“三西”的煤炭东运的任务。大秦铁路的煤炭运量近年来保持快速的增长势头，2010年大秦铁路向东部沿海地区输送煤炭4亿t，预计2011年可完成4.5亿吨的年运量。大秦铁路货流的来源与去向相对单一，但是发车的密度和载重强度比较大，对列车运行秩序的稳定性、车流组织的计划性和协调性要求比较高。所以大秦铁路的车流组织与其他铁路不同，应该立足于重载铁路的实际情况，加强运输组织的研究。本文首先对国内外运输组织的发展趋势和研究内容进行了分析，重点对铁路装车区的车流组织情况进行了研究，结果表明装车区的编组站对整个装车区空、重车流起着调理的作用。对装车区编组站车流组织的研究是解决装车区整体车流组织的关键。论文通过对大秦铁路装车区各装车点具体情况的分析，比较开行单元直达重载运输与开展组合重载运输的优劣，给出了开行单元直达重载运输的判定条件；通过对大秦铁路湖东站现有的车流组织形式进行分析，构建了重车车流调整的整数规划模型，并通过网络流算法得出最优解；通过对编组站整体装车区空车走行时间的分析，构建空车调配方案，并利用启发式算法进行求解；最终，编制湖东站运输组织辅助决策系统来验证模型和算法的有效性，并最终为现场的生产实践服务。