随着“一带一路”倡议深入施行,中欧班列开行规模不断扩大,逐步发展成为欧亚大陆上纵横交织的国际物流网络。然而,中欧班列线路同质化竞争严重、开行频率难以稳固以及物流成本高等诸多问题依然存在,亟待通过运输组织优化着手破解。此外,不同品类货物的时间价值特性不同,其对运输时效性需求也存在明显差异,亟须通过构建与货物运输需求特性相符的安全经济、快速便捷、高效优质的中欧班列服务网络,实现中欧班列客户与运输企业效益的和谐统一。因此,本文基于多品类货物时间价值,研究中欧班列服务网络设计问题。首先,本文通过对既有研究进行综述,剖析中欧班列运营的现存问题与发展趋势,并对中欧班列的开行模式进行分类研究,发现协调机制缺乏效力,班列运营规模盲目扩大,是中欧班列线路同质化竞争及其他问题产生的根本原因。据此,本文选择针对单O单D与多O单D开行模式,研究中欧班列服务网络设计问题。其次,本文通过分析归纳客户运输需求特性,形成综合运输成本的概念,确定了服务网络设计的核心目标。引入货物时间价值理论,基于CL模型与AHP方法确定了货物时间价值系数及权重系数的确定方法。根据研究视角与问题特点,进一步将服务网络设计问题分解为上层、下层服务网络设计问题,并分别提出了上层、下层服务网络的表示方法。然后,本文根据中欧班列下层服务网络表示方法,对下层服务网络进行符号定义,以下层服务网络综合运输成本最小化为目标构建了中欧班列下层服务网络设计模型。引入“必经点”与“禁止点”的概念,设计了改进的蚁群算法并预留输入、输出接口。在此基础上,根据中欧班列上层服务网络表示方法,对上层服务网络进行符号定义,并对目标函数进行建立、推导、变形与完善,构建了中欧班列上层服务网络设计模型。通过设计改进的遗传算法,实现了改进遗传算法与改进蚁群算法内外嵌套,用于中欧班列上层、下层服务网络设计模型的求解。最后,以中欧班列西通道北线为例,遵循“干支结合”的中欧班列组织原则,针对不同类型货物进行中欧班列上层、下层服务网络设计。研究结果表明,较现阶段中欧班列开行模式,本文模型及算法设计得到的中欧班列服务网络将运输需求满足率从73.79%提升至88.31%,时间敏感性货物的运输需求满足率提升至94.48%,产生货物时间价值约35526.556元/TEU,同时能够缓和中欧班列线路同质化竞争问题,降低中欧班列的综合运输成本,优化效果明显,验证了模型与算法的有效性。