城市轨道交通的线路形式受到城市布局、自然环境和周边项目建设等因素的影响,形成了各式各样类型的线路,除单一直线形式外,还包括:U字型线路、交叉式的X字型线路以及本文所研究的Y字型线路。Y型线路可以很好地解决城市近郊地区的客流需求问题,具有重要的研究意义。本文以城市轨道交通Y型线路为研究对象,主要完成了以下工作:（1）分析多编组列车开行方案的理论基础。介绍了不同编组形式的基本特点、优缺点和适用性。从客流条件、线路条件、企业效益三个方面对多编组列车开行方案进行要素分析。多编组列车的开行需要考虑客流的时间、空间不均衡性,同时需要一定的线路条件,也要兼顾企业的效益。以上海地铁16号线为例,进行多编组列车开行方案的实例分析,总结多编组列车开行方案的特点。（2）分析Y型线列车交路方案理论基础。介绍了Y型线路的五种交路形式,并进行优缺点和适用性分析。从客流条件、线路条件、企业效益三个方面对Y型线列车交路方案进行要素分析。在Y型线路中,主线客流应该明显大于支线客流,线路需要具备一定的折返作业能力,企业的效益与交路方案密切联系。以杭州地铁1号线为例,进行Y型线列车开行方案的分析,总结Y型列车交路方案的特点。（3）建立考虑多编组的城市轨道交通Y型线列车开行方案模型,模型以减少运营企业的运营成本和降低乘客的出行时间为目标,对Y型线不同交路方案进行开行方案的求解。设计多目标优化算法NSGA-II算法对模型进行求解,并通过上线车组数、最大断面满载率和平均断面满载率指标评估模型效果。（4）以我国Z市的城市轨道交通Y型线路为例,基于线路早高峰小时的OD客流数据,使用本文第四章构建的考虑多编组的列车开行方案模型,通过所设计的NSGA-II算法进行求解,得到四种不同的交路形式下的列车开行方案帕累托最优解,并用传统遗传算法验证模型求解的准确性。针对案例的Y型线路,在主线、支线贯通运行交路、主线贯通、支线部分贯通运行交路、支线独立运行交路和混合式运行交路四种交路方案中,仅有混合式运行交路获得大小编组混跑的最优解,其余交路最优解的编组方案均为单一大编组。通过对目标函数的线性加权,和上线车组数、最大断面满载率和平均断面满载率方面的对比分析,得出结论:本案例适合的交路方案为主线贯通、支线部分贯通运行交路,编组方案为单一大编组。