我国经济持续稳健发展带动了物流业水平的快速提升,同时电子商务模式崛起催生出巨大的快递运输需求,快递行业进入了蓬勃发展时期。巨大的快递运输需求有赖各种运输方式协调完成,铁路部门已经利用高速客运动车组、点对点高铁确认车初步打入快递运输市场,但目前其市场份额还不足5%,我国高速铁路快递运输的诸多优势尚未充分发挥。因此利用我国高速铁路巨大的线网能力,研制高铁快递动车组列车,深度参与我国快递运输市场,既是铁路面临的挑战,也是寻求多元化发展的新机遇。基于此,把握我国快递运输市场前景,深入分析高铁快递竞争环境与策略,研究高铁快递列车开行方案设计方法对高铁快递业务的进一步开展具有重要意义。本论文重点研究内容有以下几个方面:(1)界定了高铁快递的内涵,从业务模式、技术装备、开行条件等方面梳理了国外高铁快递发展经验,分析国内高铁快递发展现状,从组织模式、车辆技术、设施设备、产品组合等方面总结了国外高铁快递发展经验对于我国的借鉴与启示。(2)分析了我国快递市场需求现状,利用BP神经网络模型预测了我国快递市场需求前景,建立了基于效用函数的运输方式分担率模型。并在前景预测基础上,预估了 2020年我国高铁快递业务需求量,分析了我国不同时期高铁快递业务的目标货源种类及客户。(3)详细分析了高铁快递列车的组织模式及开行技术条件,并从业务组织模式、列车载运能力、装载器具条件及场站作业条件4个方面提出了我国开展高铁快递业务的组织模式与技术支撑条件。(4)利用博弈理论分析了高铁与航空在快递市场的竞争关系与博弈过程,以运价为博弈因素构建了基于收益的空铁竞争博弈模型,并设计了基于粒子群优化方法的模型求解算法。(5)提出了基于引力模型的城市间快递OD量推算方法,构建了高铁快递列车开行方案两阶段设计方法。第一阶段建立以列车开行总成本最小为目标,同时满足线路通过能力约束、断面流量总承载量约束、OD需求满足约束的列车备选集生成模型,并设计列生成算法求解。第二阶段建立以经济效益最优为目标、以车货协调匹配为约束的精确化货流分配模型,完成高铁快递列车开行方案的设计。(6)以京广高铁快递列车开行方案设计为案例,在预测重点城市间2020年快递OD量的基础上,利用高铁快递列车备选集生成模型生成初始列车备选方案,并将此方案结果输入货流分配模型完成OD货流精准分配,生成最终开行方案,最后对方案合理性进行综合分析评价。