近年来，随着电子商务的快速增长，中国2022年的快递业务量正式超过了1105亿件。随着在线购物量的增加，对小包裹快递服务的需求也在增长，快递产品也变得更加多样化且附加值更高。快递行业迫切需要扩展新思路以满足日益升级的运输市场需求，这对快递业务部门带来了更多压力（Lim & Shiode, 2011）。为了解决这个问题，运输部门在传统货运运输的基础上提供了一些旅客和货运混合运输服务（Keith et al., 2017）。通过整合旅客和货运运输，可以提高运输空间的利用率，并有效降低旅客和货运运输的综合成本。
与其他运输方式相比，高速铁路（HSR）具有许多优势，如速度快、准点率高、环境影响小和能耗低。然而，HSR的设施在非高峰时段的利用率通常较低，且在中国西部的一些线路上的列车运行次数较少。如何合理利用HSR的剩余运输能力已成为近年来的研究热点（Wang et al., 2017, Pazour et al., 2010）。高速铁路快递服务（HSRED）可以有效利用HSR的剩余运输能力，降低运输成本和快递服务的需求压力，同时为铁路部门带来可观的收入（Bi et al., 2019）。
从快递货物的角度来看，其运营和组织流程包括三个部分（见图1）：首先是货物的收集（从门口到车站）和分配（从车站到门口），然后在HSRED的分配中心对货物进行分类和包装，最后是通过HSR列车运输快递箱。从铁路部门提供的HSRED服务角度来看，以中国铁路快递为例，其HSRED产品包括当天送达（AT）、次日上午送达（ANM）、次日送达（AND）、后天后送达（ADAT）、剩余次日上午送达（RANM）、剩余后天后送达（RADAT），这些分别对应不同的服务等级要求。一般来说，送货时间越短，服务等级越高，相应的货物在收集、分配、分类、包装和HSR运输过程中的优先级也越高（Bi et al., 2019）。从HSRED的快递运输模式来看，主要模式包括在客运高速列车中的快递柜运输、无乘客车厢运输、动态检查列车运输以及HSRED专用列车运输。不同运输模式的承载能力各不相同，如何在确保HSRed服务质量的同时准确匹配快递流量与HSR运输，是HSRed组织中需要解决的关键问题之一。
对于大规模的HSR运输网络，HSRED运营的首个决策是安排运输资源。需要在一定时间内合理稳定地分配旅客和货运资源（Yao & Zhang, 2020）。之后，当某些物品在某一天集中在某一运营水平时，从HSR站点的角度来看，对于在分配中心完成分配操作的货物，需要选择网络上的运输路径，确定提供运输服务的具体列车编号，考虑列车容量和车站运营能力的限制，并尽量减少因运输超时可能造成的损失，即HSRED的运输计划。
然而，目前的HSRED采用的是一站式直达运输模式，HSR的剩余运输能力无法得到充分利用，同时忽略了快递箱转运过程对各种产品运输过程的影响。在本文中，我们重点探讨了在日常运营中考虑快递箱转运对HSRED运输计划的影响。首先，我们引入了一个循环次数来界定和约束网络内HSRED箱子的运输路径。然后，通过建立时空网络并探索潜在的HSRED箱子时空路径集合，阐明了HSRED箱子、列车和站点在时空路径上运输过程中的相互关系。在此基础上，基于时空路径制定了一个弧路径模型，以优化考虑转运的HSRED运输计划。为了获得模型的解，设计了一种拉格朗日松弛算法。最后，我们根据敏感性分析提出了有效的运营和管理建议。
本文的其余部分组织如下：第2节致力于文献综述。第3节致力于考虑转运的HSRED运输计划优化模型的建立。第4节提出了一种基于拉格朗日松弛的算法来求解该模型。第5节进行了实际案例研究，分析了一些参数的敏感性，并提出了一些运营和管理建议。第6节总结了主要结论和未来研究任务。
