近年来,随着国民经济的迅猛发展,铁路客运尤其大型区域铁路通道的出行需求急剧上升,随之产生的问题日益凸显,主要表现在基础设施资源分布不均匀、时变旅客需求量不协调、本跨线出行乘客类型差异大。从而造成既有标准线路的线间功能定位难以准确把握、开行方案适应性较差等问题。因此本文主要研究在科学合理的探究客运市场需求基础上,精准把握不同设计标准的线路功能定位及客流分配,即优化区域铁路通道内的客运产品设计能够快速、高效的解决现有问题。本文的具体研究工作内容如下:(1)详细阐述了区域铁路通道客运产品设计的基础理论及主要问题。本部分首先定义区域铁路通道及客运产品;然后对博弈论的分类、组成要素及常用模型进行了分析总结;最后阐明了区域铁路通道客运产品设计内容,重点分析了客流特征实质变化规律、客运市场需求预测以及通道内各线路功能定位。(2)基于深度学习模型对区域铁路通道客运需求进行预测。本部分首先分析了常见的需求预测模型与算法;然后构建基于LSTM的网络模型并设计了适用于区域铁路通道客运需求的模型参数,最后运用合理的算法求解并验证了预测模型的科学性和准确性。(3)基于博弈论模型探究了区域铁路通道线间客流分配方法。本部分首先运用旅客出行效用理论分析了线间博弈的机理与过程;然后基于不同的目标函数分别建立了竞争与合作博弈下的区域铁路通道线间客流分配模型及产品设计;最后通过启发式算法求解了在双重模型下的线间客流分配问题,旨在寻求铁路客运企业通道运输的效益最大化的策略。(4)设计并研发了区域铁路通道线间博弈系统。本部分将Matlab算法包内嵌入到用C#2010语言开发的区域铁路通道线间博弈系统中,实现了对线间博弈模型算法的求解。首先在进行充分需求分析的基础上,阐述系统的设计目标、运行环境、结构及总体功能,然后展示了包括博弈模式选择、博弈系统计算、计算过程实例和数据存储在内的系统实现过程及部分关键代码,最后提出了该系统的主要特点及优势。(5)以胶济通道为例进行了实例分析验证。本部分依照前文所述的模型与算法,首先依据山东省胶济通道实际情况拟定合理参数,通过探究胶济通道客流特征实质变化规律,进而科学的预测通道内未来客运需求;然后基于前一部分提出的线间博弈系统自动计算得到线间客流分担率、客运量及收益等指标;最终得到各线路的功能定位及铁路客运企业效益最大化策略,为现有区域铁路通道客运产品设计调整优化和其它区域铁路通道改扩建提供较好的参考依据。