城市轨道交通作为城市公共交通系统的重要组成部分,具有准点率高、速度快、容量大等优势,可有效的缓解城市交通拥堵,降低交通排放。然而,由于城市轨道交通的公益性,其较低的定价难以体现全部运输成本,这使得其运营收入无法覆盖其运营支出,亏损部分需要依赖政府的财政补贴。随着城市轨道交通线网规模的扩大,政府财政负担会不断增加。因此,关于城市轨道交通票价水平及其与补贴关系的研究具有重要现实意义。目前城市轨道交通票制和票价确定多以经验判断为主,关于定价与补贴联动机制的研究还值得探讨。有鉴于此,本文在分析城市轨道交通系统特性的基础上,系统分析了定价策略的影响因素,提出了我国城市轨道交通定价策略的研究框架。考虑到补贴作为维持城市轨道交通可持续运营的关键因素,研究了定价与补贴联动机制,构建城市轨道交通定价与补贴策略优化模型。主要研究内容和结论如下：(1)在既有研究成果的基础上,结合国内外城市轨道交通的运营实际,从城市轨道交通系统内部不同利益主体和外部环境两个方面出发,系统分析了城市轨道交通定价的影响因素；通过对财政补贴水平、运营成本、企业参与程度、乘客票价承受能力、出行需求、其他方式价格和服务水平等与定价强相关且易于量化描述的因素的研究,提出了城市轨道交通定价策略研究框架。(2)考虑到不同出行距离乘客需求弹性存在的差异性,以政府对城市轨道交通的服务和价格管制以及财政补贴为约束条件,研究建立了以乘客与企业综合效益最大为目标的城市轨道交通定价优化模型；优化了包括分段数量、分段区间在内的票制结构,以及包括基准票价、里程票价在内的票价水平,并设置了遗传算法求解。算例结果表明：与固定票制相比,分段计程票制在降低运营企业亏损、提高社会福利、吸引短距离乘客出行等方面更具有优势。论文对以非负参数和需求价格弹性等参数进行了灵敏度分析,结果表明：政府在定价决策过程中,更注重城市轨道交通公益性的实现时能够有效提高乘客剩余,但同时也会增加运营企业亏损,并且随着政府对乘客效益关注程度进一步增加,对乘客效益提高并不显著,导致社会总福利的增长幅度也相应平缓。分别探讨了有、无补贴约束情景下需求价格弹性变化对社会福利的影响,结果表明：随着价格需求弹性的增加,有、无补贴约束的情形均需要通过降低票价水平以吸引更多的乘客。在有补贴约束的情景下,由于有补贴上限的约束,票价不能一味降低。随着价格需求弹性的递增,乘客剩余将进一步下降,社会总福利水平呈现下降趋势；但对于无补贴约束情况而言,政府补贴能够承受较低票价导致的企业亏损,企业可以通过调整票价及发车间隔来适应需求弹性变化,同时,相对于有补贴约束而言,无补贴约束条件下社会总福利的变化趋势相对平缓。(3)论文结合不同补贴方式的特点,考虑城市轨道交通定价与补贴策略之间的联动机制,构建了上层以社会福利最大为目标,下层以企业利润最大为目标的双层规划模型。通过对固定价格合约、按客运周转量及按列车走行公里三种补贴方式的研究,分析了不同补贴方式和补贴额度对运营策略的影响,并对其进行了灵敏度分析。算例表明：激励性补贴机制产生的社会福利优于固定价格合约补贴机制。其中,按客运周转量能够有效降低票价水平、提高客运量；按列车走行公里的补贴能够激励运营企业扩大运营供给,缩短列车的发车间隔、提高服务水平,但对降低票价的效果不明显,当单位车公里补贴额度超过最优补贴时,将导致运营企业供给过度,导致社会福利和企业利润下降；固定价格合约的补贴方式下,社会福利在实现企业收支平衡时达到最优,继续增加补贴将只能提高企业的超额利润,对服务水平没有影响,因此,政府与企业的信息不对称将影响固定价格合约补贴方式的实施。(4)论文以公交主导型通道为研究对象,研究了通道内私人小汽车、普通公交及城市轨道交通三种方式间的相互作用。政府对不同公共交通方式的补贴行为会影响公共交通的供给行为,进而影响通道内不同运输方式的分担率及居民空间分布。论文以通道内乘客、运营企业以及政府三方的互动关系为研究对象,分析了不同交通方式之间的竞争关系,采用Cobb-Douglas效用函数描述乘客效用,从政府、公交运营企业和乘客的角度出发构建了优化模型。通过算例,分别分析了寡头竞争、社会福利最大的基准情景,以及固定价格合约、按客运周转量和按列车走行公里三种补贴模式情景下通道交通结构、不同公交方式运营策略的差异。结果表明：按客运周转量的补贴方式能够最大程度地提高公共交通分担率,但会造成政府财政补贴压力的增加；另外,在通道内总人口数不变的条件下,寡头竞争情景会造成通道内居民多分布在中心城区,实施公交补贴可促进通道内居民向城市周边扩散,客运需求分布更加均匀。