近年来,随着城市规模的不断扩大,我国的城市轨道交通蓬勃发展,运营线路里程和客运量逐年上涨。受线路条件、客流特征、车辆配属、运能配置等多种因素的影响,城市轨道交通的运营组织更加灵活多样,多交路行车组织方式逐步得以尝试,其中大小交路的运营组织技术在国内各大城市的线路中应用最为广泛。本文对城市轨道交通大小交路的开行方案设置进行了研究,主要内容包括:首先,从客流、运输能力、运力资源三个方面分析了大小交路开行方案制定的主要影响因素,阐述了开行方案的制定原则和方法步骤。详细统计了国内开行大小交路的14个城市55条线路的基本情况,从线路特点、客流情况、行车组织等方面进行了分析,并对典型案例做了简要介绍,为构建大小交路优化模型奠定了理论和实践基础。其次,以直径型线路为背景,建立城市轨道交通大小交路开行方案的模型。在已知客流数据及其他相关运营参数的情况下,考虑线路通过能力、满载率约束以及折返站位置等方面约束,以乘客总候车时间成本、列车走行公里费用以及列车购置成本综合最小为目标,建立城市轨道交通大小交路开行方案优化模型,并设计遗传算法求解模型。最后,选取了南京地铁3号线直径型线路作为研究对象,结合线路相关参数和客流数据,采用上述模型和算法,求得早高峰时段的小交路折返位置和大小交路最优开行比例,并将各项结果与单一交路进行对比分析,购置列车数量由81列减为72列,目标函数值减少了5.14%,整条线路列车满载率更加均衡。从最大满载率、大小交路列车发车比例、小交路区段客流量占比3个方面进行了模型灵敏度分析。结果表明高峰时段开行大小交路,有利于加速列车周转,减少上线列车数,均衡客流、改善列车空间负荷不均衡性,运营企业能够更加精准投放运力、降低运营成本。