随着城市化的快速发展,城市交通问题日益突出,城市轨道交通系统的发展有效缓解了城市道路系统的交通压力[1]。然而我国轨道交通发展过程中普遍存在着客流拥堵、换乘困难等的问题,部分原因在于原始线网规划方案与城市空间结构不相适应。考虑到轨道交通建设投资规模大、不可逆的特点,准确解析城市空间结构,规划既满足居民出行需求又适应城市空间发展的轨道交通线网具有重要意义。通过归纳总结了目前轨道交通线网规划方法,发现既有方法中缺乏量化分析手段,方案受到规划人员主观影响,导致线网规划方案具有较大的随机性。因此本文的目的在于量化线网生成过程,提出一种基于网络社团结构的城市轨道交通线网生成方法,旨在由城市活动模式揭示城市空间结构,进而生成与之相匹配的线网初期规划方案。本文首先介绍了复杂网络社团划分定义以及分类,重点介绍了基于模块度的4种典型的社团划分的算法,并基于模块度(Q)、标准化互信息(NMI)以及算法复杂度三个划分质量评价指标对4种典型划分方法进行了比较,确定最优的Louvain算法用于本文的城市空间识别。然后分析了轨道交通线网生成过程中的约束条件,主要包括轨道交通线网形态及布局及线网规模测算两部分。在线网形态及布局方面,本文首先阐述了线网形态的因素,接着对方格型、无环放射型以及有环放射型线网三种典型线网形态以及圈层、分散组团型和带状型三种典型城市空间结构进行特征介绍以及适应性分析;在线网规模测算方面,首先基于现有长度测算方法,提出了考虑出行需求、线网服务面积覆盖、回归分析和地区经济等4个因素的线网线路总长度的综合测算方法,其次搜集国内主要城市的轨道交通线网以及多年运营情况,测算了国内轨道交通非直线系数以及平均客流强度。这些指标将作为线网生成过程中重要的约束条件。接着本文提出了基于网络社团结构的轨道交通线网生成方法。该线网生成方法主要包括城市空间结构识别及线网布设两部分。首先基于城市空间客流网络,采用Louvain算法对城市空间进行组团划分,识别城市空间结构。根据城市空间结构划分结果,首先分别在组团之间和组团内部生成线网方案,其中组团内部线网生成算法则主要以满足居民出行需求为目标,以Dijkstra最短路径搜索算法和全有全无客流分配算法为基础,以国内轨道交通平均客流强度以及轨道交通线路非直线系数作为约束条件,确定组团内部轨道交通候选路段;而组团之间线路的布设方式以满足城市发展需要为目标,结合全有全无客流分配布设适应城市空间结构的轨道交通线网形态;最后融合组团内部与组团之间的线网,形成轨道交通初步线网,以轨道交通线网线路总长度作为约束条件再次对线网进行调整,最终形成城市轨道交通落地线网。最后以国内A市作为研究案例,应用本文的线网生成算法进行轨道交通线网布设,并将形成的线网与不进行空间组团划分形成的线网进行比较得出,基于城市空间组团结构识别的线网在满足居民出行需求的基础上,更加注重轨道交通线网与城市空间结构的适应性,加强了城市中心区和郊区之间的联系,对平衡城市各地区之间的发展有重要的意义。