在中欧班列开行方案的优化研究方面，许多研究学者在此问题上做了较多的研究，由于开行方案优化问题所涉及的因素和问题较多，因此，此问题往往多为NP-hard问题。目前，在国内外有关开行方案的研究当中，其建模方法多为双层规划模型、多目标规划模型、层次分析规划模型等。

1. 双层规划模型

双层规划是一种具有二层递阶结构的系统优化问题，上层问题和下层问题都有各自的决策变量、约束条件和目标函数。上层模型对自己的问题做出决策，并传递给下层模型，但是上层模型并不对下层模型的求解进行干涉，为此，下层模型有一定的自主权求得自己的最优解，可以在自己的决策范围内自由决策。

在已有的关于快捷货物运输开行方案的文献当中，大部分上层模型为铁路运营利润或者总运输时间，在约束条件方面，一般考虑快捷货运列车的总运输时间、开行对数、车站办理能力约束等问题。下层模型大部分为用户平衡模型，避免部分线路过于繁忙。在这种双层规划模型中，最主要的是部分参数的传递和模型收敛问题，如何能够求得其最优解变得越来越难。

2. 多目标规划模型

在以往的研究当中，有关开行方案规划模型的目标函数主要为铁路公司运营利润、货物运输成本、货物运输时间、货主运输成本等。由于单目标函数难以全面考虑各个角度的利益，因此选择多目标函数。然而，由于多目标函数往往都有一定的冲突，例如货物运输时间和货主运输成本，如果只追求时间，则运输成本过高，如果要减少成本，则运输时间会过高，为了平衡两者，就需要采用多目标函数，求得其Pareto解集，为决策者提供参考方案。(www.daowen.com)

但是由于铁路的物理网络庞大复杂，制约因素众多，货流预测的波动性，以及物流、天气、正点晚点等影响因素的复杂性，模型的求解难度大且效率低，故多目标问题一般难以求解。

3. 层次分析规划模型

层次分析是结合系统工程理论与运筹学理论，将其模型中的部分因素进行定量分析。利用层次分析的因素主要有货流性质的确定，货流种类及其比例的分析等，这就为接下来的开行方案建模提供了数据依据，并基于此确定开行方案，现有的研究文献表明，在规划模型中加入参数的分析会使该模型更加贴近实际。

在开行方案的建模过程中，往往都需要考虑现有的铁路网络结构和地区经济发展水平，通过对各指标进行分析、调整，然后再建立开行方案模型。这种方法有一定的弊端，需要对大量的数据进行统计、筛选和分析，这就造成巨大的工作量。