提高铁路输送能力有三种方法：提高列车重量、增加行车密度和提高行车速度。现阶段我国铁路的行车密度已居于世界前列，提高货物列车行车速度的发展空间也不大，特别是我国现阶段客货共线的情况下提高货物列车旅速非常困难，所以只有提高列车重量有着较大的潜力。重载运输用于运输大宗货物效率高，成本低，具有广阔的发展前景，成为许多国家铁路追求的现代化货物运输方式。铁路运输系统是一个环环相扣的大系统，重载列车的开行需要一系列配套措施，同时也影响着其他相关因素，如列车编组计划、列车运行图和路网编组站的合理分工等都需要重新调整，以适应重载列车的开行。车辆周转时间中的1／3消耗在装卸车站上，合理调整重载运输中的点线能力协调问题瓶颈也在点上，所以分析重载运输装车区车流组织理论，研究重载运输装车区列车优化分布模型，合理组织重载运输装车区内车流，以完成货物直达运输计划就显得特别重要。本文在介绍了国内外重载运输的发展趋势和重载运输组织方式的基础上，分析了开行重载列车所取得的经济效益。同时分析了装车区车流组织优化的理论，结合开行重载列车所取得的经济效益，构建了重载运输装车区重载列车去向优化分布模型，为装车区重载列车的开行和去向上编组站的合理分工提供了参考依据。重载列车的开行离不开装车区各车流的合理组织，其中最重要的就是货物直达运输方案的编制，因此在分析技术作业时间的基础上构建了直达列车组织方案模型。本文采用定性与定量相结合的研究方法，在分析了重载列车开行的一系列因素的基础上，构建了模型和算例，并用MATLAB设计了遗传算法进行计算，为相关问题的解决提供了参考。