在旅客运输组织过程中，列车开行方案必然为重点工作，合理的列车开行方案不但可以满足运量需求，而且能够实现旅客出行成本最低、铁路收益最大化。兰渝铁路线是连接西北与西南的便捷通道，开通运营后大大缓解既有线路运能紧张的现状，同时也将大幅减小重庆、成都、兰州、西宁等经济中心与工业区域间的客货运输距离，然而由于线路还未开通，因此在列车开行方案上尚无成熟的经验可供借鉴，所以对兰-渝铁路线旅客列车开行方案通过建立优化模型进行研究有着重要的意义。论文的第一部分先总结归纳了国际、国内旅客列车开行方案研究方面先进理论与方法，探寻兰渝线列车开行方案优化模型构建思路。第二部分对兰渝铁路线线路设备、车站分布等技术状况进行了深入分析。第三部分对主流的客运量预测方法进行了研究，剖析了兰渝通道客运现状、客流组成与运量结构，然后通过四阶段法应用改进后“重力模型”完成了兰渝通道内直接客运量预测，采用“Logit模型”对兰渝通道内不同运输方式分担率进行计算，完成了对2015、2025年兰渝线开通运营后转移客流量的预测，最后采用LOGSUM算子对兰渝线开通后客流诱增率进行了计算，得到了2015、2025年包含诱增客流量的兰渝线各区段客流量分布预测结果，为兰渝线列车开行方案的编制提供了重要的基础数据。第四部分首先分析了旅客列车开行方案定义与构成，其次对兰渝线旅客列车开行方案影响因素(列车定员、区段客流密度、客流波动系数等等)进行了分析。然后研究了兰渝铁路线旅客列车开行方案模型优化目标，确定了本模型优化目标为在满足运量的基础上使得铁路企业收益达到最大化、旅客费用成本最小化。然后建立了以兰渝线开行列车定员、各区段运量、车站终到始发能力、线路通过能力、客流相关性和取值、车站停站次数等条件为约束的兰渝线旅客列车开行方案综合优化模型。最后通过简化模型、分步求解的思想针对此多目标非线性规划综合优化模型设计出了求解算法。第五部分根据兰渝线线路特征与技术设备确定相关模型求解参数，通过简化方法建立单目标规划模型，以此来优化列车停站方案，并结合各区段OD流的预测结果通过lingo软件分步求解兰渝线各OD区段列车开行种类、开行对数、停站方案等，最后编制出兰渝线旅客列车优化方案，并通过方案评价验证了兰渝线旅客列车开行方案综合优化模型的有效性。