随着我国经济不断发展,各种交通运输方式逐步完善,货物运输时效性的要求越来越高。但是,现阶段铁路货物运输仍旧属于组织型运输方式,流线结合程度不高,货物运输时效性难以得到有效保障。本文针对整个铁路货物运输过程,构建时空隧道运输体系,改进现有运到时限计算方法,形成流线结合的时空隧道组织方案,为货物运输组织提供调整空间,保障运输时效性。本文首先综述铁路货物运输运到时限和运输组织主要技术的国内外研究现状,并在此基础上提出论文研究内容与框架;其次回顾铁路货物运输生产组织过程,并在此基础上提出时空隧道的基本概念,建立铁路货物运输组织主要技术之间的内在联系,形成时空隧道组织方案;第三,在现有运到时限计算方法的基础上,分析铁路货物运输各阶段时间分布函数,计算各阶段冗余时间,构造运到时限计算模型:第四,构造货物运输时空网络图,在时空隧道组织方案的基础上,结合车流径路选择和列车编组计划,构建时空隧道空间模型。此外,结合流线匹配的车流接续计划,在运到时限的基础上,构建时空隧道时间模型,并设计相应遗传算法;最后,基于中国铁路哈尔滨局集团有限公司实际车流数据,进行实证分析,验证模型和算法的可行性。实证结果表明,时空隧道组织方案能够有效地保障流线结合,为货物运到时限提供调整空间。空间模型最终得到车流径路与列车编组计划结合方案,车流分配结果满足流线结合的要求;在空间模型的基础上,时间模型以列车在站停留时间最短为目标,得到直达列车流线结合的车流接续方案,从时间角度对列流进行划分,提高了货物运输时间可靠性。时空隧道运输组织方案能够很好的协调运输组织主要技术之间的关系,提高货物运输时效性。