随着我国客运专线建设的全面展开,客运专线的运输组织、客流组织等与线路运营密切相关的管理问题已提上日程,必须提前着手研究才能满足未来应用的需要。客运专线不同于传统铁路,它有着列车速度高,客运专用,受旅客出行时间影响大,运输需求时间分布不均衡等特点。客运专线的建成将缓解我国干线铁路的运输压力,释放既有线货物运输能力,节约旅客出行时间,提高效率,对于我国全面建设小康,实现和谐社会以及铁路的跨越式发展有着重大意义。国外诸多国家高速铁路的建设起步很早,无论是在技术或是理论上都已相当成熟。而我国的客运专线仍在起步阶段,其理论和技术都不完善。因而本文在借鉴国外高速铁路相关研究成果的基础上,根据我国的实际情况,对我国客运专线的运输组织模式、客运专线的客流特征,客运专线客流量的预测及其影响客流量因素的敏感分析、客运专线和其它交通方式的竞争模型、客运专线的换乘组织、通过能力计算方法、“天窗”开设、列车开行方案等进行了深入研究。并利用石太客运专线作为实际案例,进行实证分析。本文的主要研究内容包括以下几部分:(1)运输组织模式问题是铁路运营的必须首先解决的问题。它决定了运行图的铺画、列车种类、旅客换乘方式、车站设置等等重要问题。本文首先研究了客运专线运输组织模式的分类,以及我国客运专线运输组织模式的选型,并进行了实证研究。(2)科学和准确的客流量预测将为列车开行方案的制定打下坚实的基础。本文在介绍客流特征定量分析方法的基础上,研究了Logit交通方式选择模型、重力模型和灰色理论的GM(1,1)模型进行客流量预测的方法,并研究了敏感度分析方法。(3)由于近期我国客运专线无法形成网络,因而必然存在大量的客运专线之间的、客运专线与既有线之间的、客运专线与其他交通方式之间的中转换乘。这种换乘的效率直接影响到客运专线的市场占有率,必须深入探讨客运专线的换乘组织方案。本文根据随机效用理论,以及网络均衡配流方法,建立了跨线客流衔接的随机用户均衡模型,并对模型的算法和等价性进行证明。通过改变中转距离以及阻抗转换为效用参数,研究了不同换乘距离和不同效用参数下,旅客容忍等候时间。并对如何改善客运专线的换乘组织,提出了相关对策和建议。(4)我国客运专线将存在2种组织模式,即高中混跑、全高速。客运专线通过能力计算方法全客运与传统铁路有较大区别。因此,客运专线上通过能力的计算方法要综合运用两种模式。(5)高速铁路的综合维修,主要指对线路、供电、信号等固定设备进行日常维护和检修。在列车运行图上预留用于维修施工所需要的“空隙”,此空隙称之为“天窗”。它是解决列车运行与设备维修施工之间矛盾的技术措施。本文分析了不同类型“天窗”的形