我国城市轨道交通网络化发展迅速,传统的单线单交路运行模式已不能满足乘客多样化需求,且难以实现城市轨道交通系统运输效益最优。因此,本文以城市轨道交通跨线运营条件下多交路与快慢车运营组织模式为研究对象,构建了考虑乘客换乘次数以及车站重要度影响的列车开行方案优化模型,以达到提升供需匹配度及优化系统效益的目标。主要研究内容和成果如下:(1)对实施跨线运营的必要性与可行性条件进行了基本介绍,基于北京地铁实际客流数据对网络换乘客流特征进行了分析,提出了本文对跨线运营条件下城市轨道交通列车开行方案进行优化的目的。(2)构建了乘客路径选择修正概率模型和车站重要度模型。其中,建立乘客出行选择概率模型时,在改进的Logit模型基础上引入了换乘次数修正系数对路径选择概率进行修正,使得乘客路径选择结果更加符合实际。构建车站重要度模型时,主要采用了节点介数和车站点强度两项重要指标,通过变异系数法进行指标赋权,并进行了模型验证。(3)构建了跨线运营条件下列车开行方案优化模型,采用了NSGA-Ⅱ算法进行求解。模型以企业运营总成本和乘客总出行时间最小为优化目标,以交路方案、发车频率和停站方案为决策变量,主要考虑了交路总数、线路通达性、交路长度、发车频率上下限、客流需求、多交路覆盖的区间列车发车间隔和列车停站等约束条件。通过算例验证了模型在不同跨线形式、客流条件和折返条件下的适用性。该模型既能在客流和车站折返条件确定的情况下求解出优化方案,还能在上述条件部分确定时,在是否开行跨线列车、是否组织快慢车以及折返位置设计等方面提供决策支持。(4)以北京地铁昌平线与8号线为研究对象,应用NSGA-Ⅱ算法分别对工作日早高峰时段和平峰时段的列车开行方案进行优化,并进行了优化效果评价分析。理论情况下的优化结果显示,本文构建的优化模型能够在满足乘客基本出行需求的基础上对企业运营效益和乘客出行时间两方面同时优化。图44幅,表32个,参考文献63篇。