随着国民经济的发展和科学技术的不断创新,新型的交通运输方式不断涌现。城市轨道交通作为独具特色的交通运输方式,在整个城市的交通运输体系中扮演着越来越重要的角色。由于其运量大、速度快、准时方便、高效节能等诸多特征,已经成为缓解城市交通拥堵有效的交通工具之一。城市轨道交通列车时刻表是列车运行计划的一种重要体现形式,它不仅规定了每辆列车的到发时刻和停站时间,也是对乘客服务的一种承诺。城市轨道交通客流具有动态性,即随时间和空间位置的变化具有明显的差异。本文基于动态性的客流,建立适用于单线路的时刻表优化模型,协调乘客需求与运能供给,对提高乘客满意度和运营效率具有重要的意义。本文分析了城市轨道交通客流在时间和空间分布上的主要特征,利用时空网络表示方法将时刻表的优化问题转化为列车路径选择优化问题,基于客流分布均衡和非均衡的情况,利用该方法分别对周期性(等发车时间间隔)时刻表和非周期性(不确定发车时间间隔)时刻表建立优化模型,最后利用自动售票系统(AFC)收集的实际数据,以北京地铁亦庄线的实际案例验证模型的有效性。主要的工作内容如下:(1)分析了城市轨道交通客流分布的特点。具体包括时间上的分布特征和空间上的分布特征,并论述了城市轨道交通客流信息的记录方法和客流数据提取的方法,为下文模型的应用提供了数据来源。(2)基于城市轨道交通动态客流的特征,利用时空网络表示的方法将实际的物理地铁线路和车站转化为虚拟的网络,把复杂的时刻表优化问题转化成了相对简单的列车路径选择优化问题。针对虚拟的时空网络,考虑列车运行中的实际约束,构建了两个以乘客等待时间最小为目标的时刻表优化模型。模型一(均衡客流):在列车的发车间隔相同的条件下,优化各列车的时空网络路径并得到最优的时刻表;模型二(非均衡客流):在列车发车间隔不确定的条件下,优化各列车的时空网络路径并得到最优的时刻表。最后给出两个算例,验证了模型的有效性。(3)基于实际数据,对北京地铁亦庄线不同场景(工作日,周末日)下的不同时段(早高峰,平峰,晚高峰)分别给出算例,并利用CPLEX 12.6对其进行求解。最后,将优化的结果与实际的时刻表进行比较、分析。结果表明,本文所构建的模型具有一定的应用价值。