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随着经济的发展和城市化进程的加快，城市成为人们生活主要场所，随之而来是人口过度聚集而带来的城市间交通过度频繁的问题。铁路一直都是我国主要的交通方式之一，近年来随着经济的发展，铁路网络得到了极大的完善，铁路客运量持续大幅增长、经济发展质量明显提升，城市间的通勤成了一种日常行为，通勤质量也直接影响着经济发展和民生建设。因此，通过建立铁路列车运行网络的模型，对网络中各结点城市进行复杂网络分析，对于列车的合理调度、优化交通网络、以及改善民生具有重要的现实意义。
借助复杂网络理论，综合利用GIS分析法和复杂网络分析法，通过构建铁路列车运营网络模型，对铁路网络模型进行复杂网络分析。近十年来，复杂网络理论的研究成为各个领域关注的焦点，交通学家也被其魅力吸引，开始研究复杂网络理论在交通网络分析中的应用，期望借助复杂网络理论更加清晰地认清交通网络的特性，了解在交通网络中各个城市所处的地位，以及城市发展与交通之间的关系。结点在网络中的中心性是其重要性的衡量指标之一，中心性指标的大小也与结点的客流量之间有一定的相关性。
本文根据全国列车时刻表，构建了我国铁路交通网络模型，依据各列车的站点数据，组织构成我国全国范围内的铁路交通运营网络模型。首先，论文对铁路运营网络模型进行一些复杂网络的统计分析，通过聚集系数、平均最短路径以及度分布等特征，对铁路交通运营网络的复杂网络特性，比如小世界属性、无标尺现象等进行实证分析，发现我国铁路运营网络具有现实网络的小世界属性，度分布的无标尺特性等。
然后，使用复杂网络理论提供的中心性分析方法(包括Degree、Closeness、Betweenness三个常见中心性指标)对我国铁路交通运营网络中各城市节点在运营网络中的中心性进行分析，定量地衡量各城市在全国铁路运营网络中的作用，然后借助GIS的空间数据显示功能，展示了我国铁路运营网络中各城市中心性的空间分布，并结合对中心性的这种空间分布特征进行了简要地分析和讨论。
同时，客流量是衡量一个结点城市在交通运营网络中作用的另一个客观因素，如果可以对客流量进行预测，那么对列车的合理调度将有极大的推动作用，基于此，最后，论文还讨论了结点城市的客流量与其三个中心性指标之间的关系。借助回归分析方法，分析了客流量与各中心性指标间的关系，发现客流量与结点城市中心性指标的相关性，期望可以对客流量进行预测，为机动车次的调度提供决策支持，对铁路运营网络的优化也具有一定的现实意义。