本文通过分析我国既有线开展重载运输的现状,结合国内外最新研究成果,以挖掘既有线输送能力为重点,以既有线上列车流组织为研究主线,对重载列车组合站的规划方法进行研究,重点研究了组合站布局、枢纽内组合站选址、组合站的车场改造等问题,提出了符合既有线上开行组合式重载列车的理论和方法。宏观上,首先根据车站分方向的直通和直达列车数量,计算了车站开行组合列车概率,生成组合站备选方案。然后将区段作为基本考虑对象,建立了上层以输送能力最大为目标和下层以组合运行增加时间和改造成本最小为目标的双层规划模型,并设计了遗传算法求解方案,得到组合站布局与编组站布局相关性较高,组合列车开行数量受旅客列车数量限制,组合列车运行距离应该与货物运距保持一致的三点结论。中观上,根据组合列车的作业流程、对车站和枢纽的影响,以点线能力协调、空重方向区别对待、运行干扰最小、机车交路顺畅为原则,建立了以车站条件、车流结构和机务条件为准则的指标体系,采用综合模糊层次分析法,对枢纽内车站是否适合作为组合站进行排序,获得了枢纽内组合站选址结果,得到大型客运站及其附属设施具有很大潜力改造成为组合站的结论。微观上,通过分析既有线上不同类型车站的特点,选择了适合开行组合列车的站型布置图。中间站改造考虑向一端延长到发线,区段站改造着重考虑接发车和机车出入段路径,以及区分列车流量来合理配置和延长到发线；编组站改造考虑重点为到达场和出发场的站线延长,以及增加调车场调车线,并对新建编组站提出了一定的建议,最后以徐州枢纽为例,建议和探讨了徐州北站、杨屯车站和徐州站的改造方案。