为了满足快速增长的旅客运输需求,我国规划建成了“四纵四横”等客运专线主干网络以及环渤海、长江三角洲、珠江三角洲、成绵峨、关中长株潭、辽中南等经济发达、人口稠密地区的城际快速客运系统铁路,同时我国也正在逐步强化高铁主干网络规划,着力打通开往欧洲、东南亚的国际高铁通道。目前我国客运专线已基本形成网络,而高质量的旅客列车开行方案将有利于提高客运专线网络基础设施的使用效率和增加网络上的客流量,使客运专线网络的规模效应凸显出来。因此,在客运专线成网条件下,编制科学、合理、经济、高效的旅客列车开行方案具有十分重要的现实意义。基于此,本文研究内容主要包括：第一,分析了城市节点在客运专线网络中的地位与作用,确定了影响城市节点重要程度的因素。选取了一部分客运专线网络作为实例,通过层次分析法计算了该网络上城市节点的重要度,根据计算结果把该网络上的城市节点划分为四个等级,将所有一、二级节点划分为集结站,三、四级节点划分为非集结站：并分析了换乘节点的确定依据。第二,考虑在换乘模式下研究开行方案,设计了客流归并的方法。基于上述客运专线网络,把始发终到于三、四级节点的客流归并于附近一、二级节点上(第一次归并)：第三,根据交通量分配理论,建立了多径路客流分配模型,并设计了相应算法,把客流分配到了路网线路上,确定了客流输送的径路；基于上述客运专线网络确定了关键换乘节点,并把客流输送径路经过关键换乘节点的客流进行了第二次归并;第四,在两次OD客流归并和客流输送径路确定的基础上,确定了旅客列车的运行区段和开行对数;对归并后集结站间的客流,建立了以旅客出行广义成本最小和列车空走距离费用最小为目标的列车集结站停站方案模型,并基于遗传算法对该模型设计了求解方法；对客流归并后相邻集结站间需要输送的非集结站客流,确定了相邻集结站间开行列车的非集结站停站方案；并对上述部分客运专线网络进行了求解,验证了模型和算法的有效性。