近年来,交通运输基础设施发展迅速,特别是高速公路、高速铁路、城际轨道交通等的发展,综合交通网络规模不断扩大,网络布局和结构日益完善,设施装备水平不断提高,运输能力显著增强。我国交通运输行业经过改革开放30多年的发展,各种交通运输方式竞相发展,形成了城市道路、公路、高速铁路、城际轨道交通等多方式综合交通运输网络,交通运输业取得了长足的进步和巨大的成就。但是由于长期以来各种运输方式的独自发展,各种交通运输方式存在衔接不紧密、能力不匹配、资源配置不合理等问题。综合运输的发展绝不是几种运输方式的简单叠加,而是各种运输方式的有机结合、协调发展。因此,必须打破现有旅客运输方式之间分割的局面,构建城际旅客出行一体化的综合运输网络,为城际旅客出行提供方便、安全、舒适的出行环境。本研究以公铁模式交通网络下旅客运输市场为研究对象,结合现阶段综合客运体系发展现状和趋势,对公铁模式交通网络下的区域城际旅客出行链的建模问题进行研究。以广东省珠三角区域的综合旅客运输情况为案例,通过数理统计、数学建模等方法,分别从城际旅客出行选择行为与服务需求调查、出行分布量预测、出行方式选择以及城际与市内接驳运输环节的资源配置方面,对该区域内城际旅客出行链进行系统研究。论文首先调查研究了城际旅客出行选择行为与服务需求,通过数据采集与分析对包括出行目的、出行方式以及出行时间和空间分布在内的调查结果各项数据进行分析,量化分析了问卷数据与城际旅客出行服务、出行需求量之间的关系。通过运用结构模型,构建区域城际旅客出行链影响因素方程,对SEM匹配度和城际旅客出行方式选择进行分析,对样本数据拟合计算,具体量化了影响旅客出行方式选择的指标值。结果表明,珠三角区域内部旅客出行需求随经济社会的发展将持续增长,区域旅客出行链数量显著增加,城际旅客出行链服务需求增加明显。阐释了城际旅客换乘的机理,剖析了城际旅客出行链服务需求的构成与趋势。根据区域城际间居民的出行行为特征,对城际旅客出行分布量预测方法进行研究。借鉴区位理论方法,通过考虑城市区位优势因子,改进了传统的重力模型,并结合Furness模型预测城市之间的出行分布量,改进后的重力模型无需基年出行分布矩阵,利用城市的产生量因子、吸引量因子和相对可达性可以得到城际旅客出行的分布概率矩阵。以珠三角区域9个城市之间城际出行进行实证性研究,预测得到城市之间城际旅客出行的出行分布量,为城市群制定交通发展规划和近期交通管理策略提供了基础依据。为解决城市群区域内综合运输体系内多种运输方式间客流分担率测算问题,本文基于两层巢式Logit(NL)模型提出公铁模式的客流分担率预测模型,并运用二阶段估计法将巢式Logit模型分解为一个二项Logit(BL)模型和一个多项Logit(MNL)模型进行求解。以广深运输通道内长途汽车、既有铁路、高速铁路和城际铁路4种运输方式的客流分担问题为案例,预测得到了2020年公路和铁路的客流分担率,以及铁路运输方式中的既有铁路、高速铁路和城际铁路的客流分担率。为统筹考虑不同运输方式的协调发展和资源配置提供理论依据。依据区域内城际旅客出行分布以及不同的运输方式客流分担率,本文研究了如何合理的配置城际间各运输方式的运力资源的问题。将传统运输资源的配置范围从城市内部延伸至城际范围,通过定量分析以及数学建模方法,分别解决了区域旅客出行在始发城市内部运力资源总量、城际间各种运输方式运力资源总量以及目标城市内部接驳资源匹配的三方面资源系统配置问题,实现了资源配置的系统完整性。进而,从运输集散能力及接驳协调的角度提出了城际与接驳运输环节的资源配置方法,构建了保证满足旅客换乘所需最小运能的最优运能匹配模型。以广珠城际通道干线为案例,验证了所提出优化配置方法的适用性和可靠性。