随着我国高铁建设规模不断扩大,运输网络不断成型,其竞争能力也在稳步提升,不可避免的对传统高速客运方式,即民航造成巨大的冲击和挑战。因此,近年来,我国民航业采取了一系列举措以应对高铁的冲击。然而,随着双方竞争能力的不断提高,如果高铁和民航仍以价格优势作为主要手段,则对双方长期发展造成不利局面。因此,高铁与民航竞争和协同关系的研究,对避免二者的恶性竞争,提高交通资源的合理配置,以及二者的可持续发展运营等具有一定的现实意义。本文从竞争和协同入手,首先分析了高铁与民航的技术经济特征并以非集计理论和计算原理为基础,分析研究了高铁与民航竞争的两类影响因素,进而构建了高铁与民航的BL(Binary-Logit)竞争模型,以分析双方的客流竞争关系。其次,在竞争关系分析的基础上,结合协同理论,对高铁客运与民航客运进行协同性分析,总结了双方协同发展的目标及原则,分析了高铁与民航的协同演化机制;再次,在深入分析高速客运系统特征的基础上,以高铁与民航的实际功能利用与理想功能利用差值最小作为优化目标,构建了高铁与民航的多目标协同模型。最后,以京沪客运通道为例,分析研究了通道内京沪高铁与京沪航线的竞争关系和协同发展。本文取得了以下主要研究结论:(1)通过出行意向的调查分析及统计研究,标定了竞争模型参数。结果表明:在诸多因素中,仅有到站时间、到站费用、出行距离、出行费用、出行时间和准时性六因素对高铁与民航的竞争关系有显著性影响。(2)对六个因素的弹性分析表明:到站时间、到站费用、出行距离、出行费用对选择民航出行有正影响,当各因素每增加1%,相应地引起民航的选择概率分别增加0.51%、0.27%、1.36%和1.12%;而出行时间和准时性对选择高铁出行有正影响,当各因素每增加1%,相应地引起高铁的选择概率分别增加1.98%、1.68%。(3)结合乘客出行特征,依据效用最大化理论确定方式属性指标作为效用指标,采用熵值法进行指标权重的修正,采用遗传算法对多目标协同模型进行求解,计算分析了高铁与民航的客流分担比例,结果表明在高速客运系统中,当模型的目标函数取得最优解为0.2305时,高铁与民航客流分担率约为:63%和37%,是较为合理的客运结构。