随着货运改革的深化,铁路提出了开行时速200～250km/h的货运动车组列车的设想。目前我国高速铁路以旅客运输为主,货运动车组的开行将使我国高速铁路的运输组织模式发生根本性的变化。在此背景下,研究货运动车组列车的开行方式具有重要的意义。论文主要内容包括:(1)从高铁货运相关问题出发,阐述了国内外高速铁路货运发展现状,指出目前开行货运动车组存在的问题。在分析列车开行必要性和优越性的基础上,研究了货运动车组服务对象及货源特性。(2)探讨了三种货运动车组列车开行形式的可行性,从线路能力利用的角度出发,对列车开行合理时间展开了研究,认为夜间开行更具操作性,并据此分析了夜间开行货运动车组的行车组织方法。针对高铁货物作业流程,系统分析了高铁车站的货运组织方案,并探讨了在高铁车站、货运站、行包基地和动车所进行装卸作业的流程。(3)分析了货运动车组列车开行的相关条件,尝试提出了三种不同的货运动车组列车类型,针对其载运能力和货物装载器具条件进行了分析,并探讨了列车在不同场所作业的的技术条件。(4)在分析借鉴旅客列车开行方案设计思路的基础上,对货运动车组开行方案设计的关键问题进行了研究。以传统货运网络模式为参考,提出高铁货运"混合式"网络布局的设想,利用聚类分析方法确定了货运动车组开行站点。结合经济效益、运力利用、线路能力三方面的要求,建立了满足开行时间限制、线路容量限制及列车载运能力限制的多目标的优化模型。模型以列车开行数量最少为首要目标,以经济效益最大和未被输送货物最少为次要目标。论文针对模型求解问题,提出了求解可行径路集的K短路算法,运用matlab软件得到不同种类列车开行数量,在此基础上探讨了全局调整优化策略。(5)依据我国高铁网络节点布局,建立了高铁货运网络。假定相关货运量,得出货运网络OD间货运交流量,并按照模型求解的思路,得到不同列车种类下的初始开行方案集合。采用分层优化的方法,对模型进行动态调整,最终得到货运动车组列车开行方案。