توجه خاص به بخش حمل و نقل به عنوان زیربنای توسعه اقتصادی الزامی است، در میان وسایل حمل و نقل زمینی راه آهن به علت مزایای متعدد از جمله امکان حمل انبوه و سریع بار و مسافر با ایمنی بالا و مصرف کمتر سوخت که موجب کمک به اقتصاد ملی و کاهش آلودگی محیط زست می شود باعث شده است که حمل و نقل ریلی بر دیگر روش های حمل ونقل ترجیح داده شود. به منظور بهتر نمودن برنامه ریزی حمل و نقل بار در راه آهن که شامل چگونگی بلاک بندی واگن ها در ایستگاه های تشکیلاتی و نحوه تشکیل قطارها از این بلاکها و نیز تنظیم برنامه زمان بندی حرکت قطارها می باشد، لازم است ظرفیت محورهای راه آهن به طور دقیق تعیین شود که به همین منظور لازم است برای تعیین ظرفیت راه آهن روشی تدوین شود. مطالب تحقیق حاضر از هفت فصل تشکیل شده است:فصل نخست: در این فصل تعاریف عملیاتی از جمله خط، بلاک، ظرفیت، برنامه حرکت قطارها، حداکثر طول قطار، سیستم علائم الکتریکی (رله اینترلاکینگ)، دستگاه علام الکتریکی، سیستم کنترل و فرماندهی از یک مرکز ‏‎(c.t.c)‎‏ و در انتها روشی تحقیق به طور کلی ارائه می گردد. فصل دوم: در این فصل به طور کلی تاریخچه احداث راه آهن ایران و جهان و ضرورت های توسعه آن بررسی می گردد، همچنین وضعیت فعلی راه آهن و مشکلات آن، طرح های توسعه راه آهن و طرح های در دست مطالعه پرداخته می شود تا بدین وسیله دورنمایی از توسعه راه آهن در سال های آینده ارائه می شود و در خاتمه مقایسه ای بین وضعیت راه آهن ایران و جهان ارائه می گردد.فصل سوم: در این فصل پارامترهای موثر بر ظرفیت محورهای راه آهن که پارامترهای موثر بر ظرفیت برسرعت متوسط اثر می گذارد. نیروی محرک نیرویی است که از طرف لکوموتیو تامین می شود، نیروی مقاوم، نیرویی است که در برابر حرکت قطار موثر است که به دو دسته تقسیم می شود یکی نیروی مقاومت اصلی و دیگری نیروی مقاومت مربوط به ساختمان خط می باشد. نیروهای مقاومت اصلی عبارتند از: نیروی اصطکاک بین چرخ ها و ریل ها، نیروی اصصکاک در یاتاقان و سرمحورها، نیروی اصطکاک هوا و نیروی مقاومتی حاصل از ضربه چرخ در درزها. نیروهای مقاومت مربوط به ساختمان خط عبارتند از: نیروی مقاوم در فراز و نشیب ها، نیروی مقاوم در قوس ها، نیری مقاوم در سوزن ها و نیروی مقاوم در تونل ها می باشد. فصل چهارم: مهم ترین عامل استفاده بهینه از سیستم های ریلی برنامه ریزی مناسب اجرایی می باشد، در واقع بالا بردن سطح مدیریتی است تا بدین وسیله حداکثر بهره جویی از وقت به عمل آید از نیروی کارمند فنی و ظرفیت خطوط حداکثر استفاده به عمل آید، تا حد زیادی هم از بروز سوانح جلوگیری به عمل می آید. ظرفیت بهره برداری بهینه: حداکثر تعداد قطارهایی که می توانند با سطحی از تاخیر با کیفیت بهره برداری قابل قبول از یک بلاک و یا محور در 24 ساعت عبور نماید می باشد، که در این فصل روش های ریاضی در تعیین ظرفیت خط ارائه می شود، سپس این روش ها با هم مقایسه شده و پس از نتیجه گیری فرمول نهایی ارائه شده است. فصل پنجم: در این فصل ظرفیت محور تهران - مشهد محاسبه می شود. فصل ششم: در این فصل راهکارهای مناسب جهت افزایش ظرفیت خطوط ارائه می شود. ظرفیت خط راه آهن به عوامهل زمان حرکت قطارها در بلاکها، میزان تاخیرهای تلاقی و کیفیت بهره برداری از خط بستگی دارد. در این فصل شیوه های افزایش ظرفیت را می توان در سه طبقه ساخت و ساز جدید، بهبود تکنیکی و فنی، بهبود کیفیت بهره برداری دسته بندی کرد. فصل هفتم: در این فصل به ارائه نتایج تحقیق و پیشنهادات مرتبط با آن اختصاص دارد.