铁路集装箱运输继承了铁路运输和集装箱运输的双重优势,拥有巨大的发展潜力,制定合理的铁路集装箱班列时刻表是铁路集装箱运输组织的重要工作。随着“一日一图”列车运行组织模式的实行,集装箱班列时刻表的确定,不仅需要根据铁路集装箱办理站和邻接线路的技术条件,还要综合考虑当日集装箱货物的数量和到达办理站的时刻,即所制定的班列开行计划尽可能适应货物运输的需求特征。本文依据时变的货运需求,考虑集装箱货物和班列在时间和数量方面的匹配,集成停站方案、列车越行和机车周转等不同因素,建立需求响应的集装箱班列时刻表优化模型,设计求解问题的Benders分解算法。主要内容如下:（1）集装箱直达班列时刻表优化。以集装箱货物在办理站的停留时间最小为优化目标,构建了班列时刻表优化的二次0-1规划模型。通过对目标函数的线性化并补充相应的线性不等式,得到了等价的0-1线性规划模型。根据模型特点,采用了Benders分解方法进行求解,将原问题分解为优化班列时刻表主问题,以及确定货物与班列匹配子问题,通过求解子问题不断产生主问题的割平面。（2）途中有装卸的集装箱班列时刻表优化。对于可在途经办理站停留装卸集装箱的班列,在停站方案给定的基础上,依据各批集装箱货物的出发站、目的站和到达时刻,以集装箱货物装车唯一性、班列承运箱数、集装箱装卸作业时间和发车间隔等为约束,构建了集装箱班列时刻表优化的数学模型。运用Benders分解算法求解,在主问题中添加有效不等式避免出现不可行解,以提高算法效率。（3）集装箱班列时刻表和停站方案协同优化。分析了停站方案与时刻表的关联性,以及停站方案对货物与班列匹配的影响。以集装箱货物在办理站停留时间和途中运输时间最短为目标,构建需求响应的班列时刻表与停站方案协同优化模型,设计Benders分解算法进行求解,实现了对集装箱班列时刻表、停站方案和集装箱货物分配同时优化的目的。（4）客货共线下集装箱班列时刻表优化。在客货共线运行环境下,集装箱班列时刻表制定是在旅客列车时刻表已定且不变的基础上进行。考虑集装箱货物到达时刻、列车越行、停站时间和安全间隔等约束,建立需求响应的集装箱班列时刻表的优化模型,运用Benders分解方法求解,并设计遗传算法求解含有大量整数变量的主问题模型,将得到的满意解代入子问题中产生割平面,通过算例验证了所提方法的有效性。（5）集装箱班列时刻表和机车周转协同优化。综合考虑集装箱运输费用和机车运用费用,建立了集装箱班列时刻表和机车周转协同优化模型。设计Benders分解算法求解,并将子问题分离为3个独立的子问题,以产生多个不聚合割平面同时加入到主问题中,更为有效的限制主问题解空间,通过算例验证模型与算法的正确性。