随着我国高速铁路网络布局逐步成型,高速铁路在人们日常生活扮演着越来越重要的角色,高速铁路网的运输组织问题也越来越关系到铁路运输企业和普通铁路旅客的切身利益。京沪高速铁路是我国南北交通大动脉,连接着“环渤海”和“长三角”两大经济区,是我国高速铁路商业运营的典范,对其运输组织模式的研究不仅有利于京沪高速铁路的可持续发展,还能对我国高速铁路网的运输组织优化起到一定的参考作用。运输组织的关键是列车开行方案的设计,列车开行模式是列车开行方案设计的基础。本文首先对京沪高速铁路运输组织现状及客流特征进行分析,总结出京沪高速铁路列车开行模式设计的关键问题是跨线客流输送模式的选择,提出京沪高速铁路跨线客流输送模式应采用跨线直达与中转换乘相结合的模式。在此基础上,论文研究了基于高速列车合理运距和基于广义效用的跨线客流输送模式选择模型,构建了跨线客流输送模式选择方法体系。然后,论文分别针对京沪高速铁路跨线列车开行和换乘运输组织关键问题进行了研究,研究了跨线列车与天窗开设方式的协调方法,分析了跨线列车合理上下线时间的计算方法,构建了基于节点重要度的换乘节点选择方法,总结了换乘节点换乘组织和列车接续组织方法。最后,论文引入规格化运行图对跨线直达与中转换乘结合下的京沪高速铁路列车开行方案进行优化,总结了基于规格化运行图的京沪高速铁路本线列车与跨线列车运行线选择方法,以天津西站为例,对其列车接续方案进行了编制。