为提高城市轨道交通规划建设的合理性以及相关政策制定的科学性,分析影响城市轨道交通客运量的相关因素,将GM(1,N)预测模型、马尔科夫理论与新陈代谢3种方法的思想相融合,提出一种组合预测模型。首先采用GM(1,N)进行预测,并对预测结果进行残差修正。在此基础上,利用马尔科夫理论构建状态转移概率矩阵,二次修正预测结果,之后融入新陈代谢思想,根据时间序列删除已陈旧的或价值不大的信息,加入已得到的预测结果作为新的预测数据源,对下一时刻进行预测,从而提高模型预测的精度。根据2008-2013年上海市城市轨道交通客运量数据,运用该模型对2015年、2016年上海市城市轨道交通客运量进行预测分析,并与实际结果进行对比。研究结果表明:应用灰色模型,2015年、2016年预测结果分别为335 501. 91万人、382 682. 82万人,相对误差分别为9. 36%,12. 55%。应用提出的方法,预测结果分别为314 724. 28万人、349 397. 59万人,相对误差分别为2. 58%,2. 76%。为了进一步验证模型的准确性,引用北京市轨道交通客运量相关数据进行验证,其结果相对误差分别为2. 87%,3. 27%。可见,轨道交通客运量预测问题属于灰色系统研究范畴,并且所提出的新陈代谢-GM (1,N)马尔科夫模型预测精度较高,满足实际需求,是一种有效的城市轨道交通客运量预测方法,同时使得对客运量预测的研究趋于完整,丰富了该类问题的研究成果。