近年来，随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，城市人口激增。各大城市普遍实行了调整城市空间结构，疏解核心区人口等措施，这在大城市郊区与其核心区之间引发了大量的通勤客流，致使既有的城市公共交通体系难以满足需求，发展市郊铁路成为了必然选择。城市地方政府向运输企业购买市郊铁路运输服务已作为当前我国有关城市政府主要采用的方式，在实践中取得了一定成效，但目前各地方政府在购买运输服务中所采用的模式存在效率低下的弊端，主要表现为缺乏对运输企业的激励和运输企业存在虚报成本与亏损的动机。
　　本文在对既有研究进行梳理的基础上，归纳出直接授予与补贴、直接授予与激励性规制、特许经营权竞标三种政府购买运输服务的模式，并通过对上海金山铁路、爱尔兰铁路及伦敦市郊铁路等政府购买运输服务的案例分析，得出在实际应用中这三种模式的效率是逐步递进的。其后，本文基于博弈视角，对上述三种模式分别建立了理论模型，并对各模式的实施效果进行了数理分析，推导得出:直接授予与补贴模式中，运输企业没有发挥高努力水平的激励，且有较大概率虚报成本与亏损;直接授予与激励性规制模式中，地方政府可以有效地激励运输企业发挥适宜的努力水平，以实现社会总福利的最大化;特许经营权竞标模式中，类型最优的运输企业将赢得拍卖，地方政府和运输企业能够同时实现各自的利益最大化。最后，根据得出的上述三种模式的理论模型，以北京市郊铁路的实际情况为应用对象，通过适用性和优劣性分析，给出了对北京市购买市郊铁路运输服务的模式改进方案，提出改善政府购买运输服务合同、加快构建有效竞争市场、减少或整合中间环节、提供机制保障等政策建议。
　　本文对政府购买市郊铁路运输服务的模式进行了系统性归纳和梳理，并创新性地利用博弈论及其衍生的新规制经济学理论和拍卖理论，建立起了相应的数理模型，在直接授予与激励性规制模型中引入线性激励合同以实现对运输企业的激励，在特许经营权竞标模型中引入综合评价指数参数以研究质量属性对竞标的影响。在一定程度上丰富了市郊铁路领域购买运输服务的效率效益研究的基础。