铁路快捷货运班列开行方案是铁路快捷货物运营组织工作的重要组成部分,是编制运行图的必要条件。开行方案的好与坏会直接影响后续运行图的编制,并且开行方案与铁路运输的效益又有着紧密联系,良好的开行方案对提高运输效益,提升铁路运输品牌有着极为重要的意义。本文在介绍了国内外典型的快运产品结构及其特点的基础上,对我国快运班列运行模式存在的问题进行分析总结。同时介绍快捷货运需求预测的内容和特点,详细分析了运输需求的影响因素,基于累积前景理论和随机优化理论,对其运输需求进行了分析和预测,为快捷货运开行方案模型的建立提供依据。在建立开行方案模型的部分,为了在开行方案中体现出节点重要性的不同,本文结合“枢纽—辐射”网络的特点,对快捷货运网络进行了分层,并在开行方案模型中体现。同时为了保证开行方案的鲁棒性,保证货物顺利中转,利用柔性优化理论,引入缓冲时间,重新构建中转等待时间函数,用于协同不同层之间列车接续问题。基于此,归纳快运班列开行方案设计优化问题的约束条件和目标要求,综合考虑车流量约束、运输能力约束、开行频率约束、区段通过能力约束和车站能力约束,以运输效益最大化和所有货物运输过程中所消耗的时间最小为目标,建立了开行方案设计优化模型。针对本文模型的特点,采用混合启发式算法对本文的模型进行求解。结合以上模型和算法,给出一个算例,并着重分析了缓冲时间和列车编成辆数对总运输时间和总运输利润的影响,结果表明根据实际情况,选取合适的缓冲时间和列车编成辆数有利于增加利润和减小运输时间。