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可靠的城市轨道交通系统既是轨道交通运营部门期望实现的管理目标,也是满足乘客出行需求的基本条件。轨道交通旅行时间作为乘客衡量轨道交通服务水平最重要的指标之一,受多重因素共同影响而具有明显的波动性,这种波动性会降低轨道交通路径的时间可靠性,影响乘客的路径选择行为,进而对轨道交通网络的客流分配产生影响。一方面,随着乘客对旅行时间波动的越来越敏感,为了更好的满足乘客的需求,提升城市轨道交通在交通系统中的竞争力,准确掌握城市轨道交通乘客旅行时间的分布规律以及评价路径的旅行时间可靠性意义重大。另一方面,随着城市轨道交通网络化运营的逐步形成,轨道交通网络客流的时空分布特征发生变化,为了保证运营部门能够制定合理而精确的运营管理计划,准确的客流路径分配以及断面流量估计至关重要。因此,需要建立一套科学的方法体系,对网络化运营条件下城市轨道交通客流的路径旅行时间分布、客流路径分配比例以及断面客流进行合理有效的推算。本文首先对城市轨道交通乘客旅行时间的构成及波动性进行了分析,基于北京地铁自动售检票系统(AFC)所提供的数据,利用模糊C均值聚类方法按照始发站-终到站(OD)间全天小时客流量将全网OD对聚为9类。其次,以OD对聚类结果为基础,通过K-S检验得出对数正态分布模型能较好的适用于不同类型的地铁旅行时间分布。再次,从概率的角度对地铁旅行时间可靠性进行定义,并系统地梳理了旅行时间可靠性评价指标,从出行效率、出现稳定性角度选取指标应用到地铁旅行时间可靠性评价。而后,在OD对旅行时间分布的研究基础上,利用AFC历史数据,按照路径旅行时间的构成,分别研究不同出行阶段旅行时间的分布并建立了多路径OD对路径旅行时间分布模型,该模型能够较好的描述旅行时间的波动性。进而,提出了基于地铁旅行时间分布的客流分配方法及断面客流量计算方法。最后,选取北京地铁“西二旗-回龙观东大街”为例,分别计算平峰时段、高峰时段的有效路径客流分配比例及断面客流量,并利用蒙特卡罗模拟法验证了模型的有效性。