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地铁系统在高峰时段的运力往往不能满足客流需求,导致乘客拥挤影响其安全；非高峰时段客流相对较少,使得系统资源未能得到有效利用。基于这一现状提出时间差别定价,将部分高峰时段客流分流至非高峰时段,平衡客流时间分布,改善高峰时段拥挤。本文首先根据地铁运营不同阶段分别提出定价模型。在运营初期,利用成本分析定价法建立模型,并结合杭州地铁的运营模式确定票价范围；地铁客流稳定时期,乘客出行方式选择的巢式Logit模型,并利用最大似然函数与总体弹性分析完成模型的验证。其次,采用叙述性偏好法调查获取杭州居民出行特征及其社会经济特性资料。通过网络调查和现场发放问卷共收集到有效问卷285份,并对调查数据进行直交统计分析。最后,以杭州地铁为例,进行模型验证与应用。分别对两种不同方案的巢式Logit模型进行验证,其验证结果显示,地铁客流受出行费用、出行时间、拥挤情况等因素影响,且各种影响因素的敏感度不同；弹性分析结果显示,乘客对地铁票价的改变相当敏感,其中高峰时段提高票价更能影响乘客出行时间或出行方式；市场占有率分析结果显示,当票价降低25%,有27.5%的上班族选择转至非高峰时段出行；当票价提高25%,8.9%的上班族转至非高峰时段出行,并有约25%的转变出行方式。可见,时间差别定价能有效平衡客流时空分布不均衡现象,但可能会减少地铁票务收入。最后提出杭州地铁运营的若干建议及以后研究的方向。