在货运市场中,铁路始终处于非常重要的地位。但我国铁路现行的货物运输组织模式为"组织型"运输组织,即首先制定列车编组计划,然后以此为基础选择列车运行图中相应的运行线来组织列车的运行,完成货物的输送,这种模式时效性差,不能有效地适应运输市场的波动。因此设计并实现"流线结合"运输组织模式具有非常重要的实际意义,它不仅可以显著地提高铁路货运服务的可靠性,还可以大幅度地降低运输成本。"流线结合"是指将不同OD的"货流",通过货物列车编组计划优化成"车流",融入反映列车运行时空动态变化的货物列车运行线,因此,"流"代表货物列车编组计划,"线"代表货物列车运行图中的列车运行线。本文首先对铁路货物运输过程中"流"和"线"之间的关系进行了论述,然后基于时空网络图对流线结合问题进行分析,建立了流线结合优化模型,并设计了适合快速求解的算法。最后基于沈阳铁路局的真实路网和相关数据进行了实例研究分析。论文的主要工作和结论如下:(1)"流线结合"问题分析。在简要分析铁路货物运输作业流程的基础上,分析了"流线结合"问题的核心内容,讨论了本文研究问题的必要性、重要性和复杂性。(2)"流线结合"优化模型的建立。结合铁路货物在运输过程中的时间和空间特性,本文应用时空网络图将"流线结合"问题分成列车层、编组去向层和货流层进行分析,建立了数学优化模型,目标是完成铁路资源的有效分配。并通过应用GAMS求解一个小案例来验证模型的有效性。(3)模型求解算法的设计和实现。考虑到模型的复杂性和各种算法的适用条件,本文选择了基于改进的拉格朗日松弛求解算法,并在循环求解过程中对线性因子采取了扰动策略,从而快速有效地对模型进行求解。最后,运用C#语言对上述算法进行编程实现。(4)案例分析。本文基于沈阳铁路局的真实路网和相关数据,进行了抽象和简化,计算出了 12个技术站之间的较优的货物列车运行图,该运行图实现了"流线结合"一体化优化的思想,各车流能够快速合理地进行接续,货物运输速度和质量得到明显提高,表明本文提出的模型和算法具有比较好的实际应用价值。