随着我国高速铁路的迅速发展,旅客对高速铁路的需求日益增加,然而受到高速铁路运输设备、运输组织等方面影响,高速铁路资源是有限的。高效合理的利用合理高速铁路资源,优化空费能力,对高速铁路发展具有重要的实际意义。论文以高速铁路空费能力为研究对象,具体研究工作如下：1.高速铁路采用“按流开车”的开行原则,因而,无旅客列车开行的时间并不能被货物列车利用,因而高速铁路客流的出行特征和客流的时空性分布特征是高速铁路空费能力的产生的主要致因。本文基于近期客票数据的统计分析和数据挖掘,从时间维度和空间维度详细分析了高速铁路客流的分布特征,及其对空费能力产生的影响。2.高速铁路空费能力另一方面的致因来自于高速铁路运输组织和运输设备的能力限制,具体来说,包含的主要影响因素有高速铁路维修天窗设置、动车段、所布局以及列车停站。论文通过对文献的系统分析和整理,详细分析了以上因素对高速铁路空费能力产生的影响。3.在上述高速铁路空费能力致因分析的基础上,论文以时段性的客流OD分布为服务对象,采用长短线列车相结合的方式,以最大化的满足主要客流需求为目的,建立模型制定列车开行方式；充分考虑高速铁路运输组织和运输设备的约束,以空费能力最小为优化目标,提出列车合理的开行范围。论文中涉及的模型均通过MATLAB编程与MATLAB优化工具箱实现求解。最后,以长沙-深圳高速铁路客流区段为例,详细分析了其空费能力致因,并运用建立的模型算法进行优化,通过优化开行方式与现行开行方式的比对,验证模型的有效性。