在近10年城市轨道交通的飞速发展中,长距离及超长距离轨道线路较为普遍,沿线客流的空间及时间分布的不均衡性也显著增加,多样化非站站停车的城市交通开行方案的研究开始受到学者们的重视。同时,随着科技的进步,客流数据采集技术得到了较大发展,数据的应用也受到越来越高的重视,列车自动驾驶技术也变得愈来愈成熟甚至应用于实际,对合理优化列车开行方案及方案的实施提供了有力保障。与站站停的开行方案模式(All-Stop Scheme,ASS)相比,多种非站站停的开行方案策略开始被采用,我们发现在不具备越行条件的双向线路中,跨站停是唯一一种适合的开行方案模式,对于国内外多数现有线路具有较强的适用性。由于线路不具备越行条件,传统的AB站跨站停开行模式下,跨站在给乘客带来在途旅行时间节约同时很容易造成线路通过能力的下降,为了在充分利用线路通过能力的基础上,高效的输送乘客并提高服务水平,本文提出了一种基于平等跨站选择权的列车开行方案模型(Flexible Skip-Stop Scheme,FSSS),任意列车在服务沿线各车站时具有平等的选择停站或者选择跨站不停车通过的权利,达到优化列车运行及服务乘客出行的目的。基于FSSS,本研究首先构建了针对单一上行或下行的列车运行图优化模型,随后考虑列车在折返站走行约束,分别构建了高峰和平峰时段的双向线路列车运行图优化模型,模型的主要约束条件分为两类,一类是列车发车间隔约束,主要包括列车安全运行约束、服务客流的发车间隔约束以及折返站安全运行约束;另一类是列车开行策略约束,主要包括乘客可达性约束以及乘客最大等车时间约束,用以保障跨站操作下的列车服务水平。在列车运行仿真的基础上,搭建了列车开行方案与运行图之间的求解算法,并构建了启发式算法对开行方案优化模型进行求解。以深圳地铁一号线的历史客流数据为例进行了案例分析,结果表明无论在高峰还是平峰时段,FSSS相比ASS模式,有较好的综合表现,目标函数得到了优化,乘客的平均旅行时间得到了节约,列车的旅行速度也得到提升。在模型的构建及求解中,本研究也对以下两个问题进行了深入的研究:1.乘客在途旅行时间与候车时间之间的博弈。在跨站停模式下,乘客的在途旅行时间能够通过列车的跨站得到节约,但在被不停车通过的车站上的乘客却需要更长的等车时间,直至后续停站列车到达,两者共同构成了乘客的总体旅行时间,本文通过构建多目标的优化模型,对两者之间的博弈关系进行了分析。2.乘客上错车对FSSS系统的影响。跨站停的开行方案模式无论能够给乘客带来多少旅行时间的节约,给运营者带来多少运营成本的节约,都无法规避一个问题,即此种非站站停车的开行方案势必给乘客带来上车时的困扰,导致乘客上错车。文中不仅提出了FSSS下的运营组织建议,在模型的构建中,重点对乘客上错车进行了分析,构建了考虑乘客上错车概率的列车开行方案优化模型,对模型进行了求解并分析了其对整个开行方案系统的影响,结果表明在较高的乘客上错车概率下,FSSS模型仍有较优的系统表现。