城市群的出现促进了城际铁路的建设发展,城市之间联系更加密切,客流持续增长,客流需求的多样化、多层次特征逐渐突显,对城际铁路运输组织提出了更高要求。周期化列车开行模式具备列车开行频率高、旅客换乘便捷、便于运输组织等优势,可以很好地适应城际铁路旅客出行特点。本文对城际铁路周期化列车开行模式进行研究,主要研究内容如下:（1）阐述周期化列车开行模式的相关理论。介绍周期化列车开行模式概念,总结周期化列车开行模式特点。从周期时长和列车停站方式角度,分析周期化列车开行模式的组成要素。介绍3种周期化列车开行方案和运行图的典型应用模式,基于国外周期化列车开行模式的实践,对不同模式的特点进行分析。（2）研究周期化列车开行模式协同设计方法。论述城际铁路采用周期化列车开行模式的可行性和适应性。基于不同开行模式协同设计的必要性和适用性分析,从周期性、旅客需求和线路能力角度提出了协同设计原则。（3）构建周期化列车开行模式优化模型并设计求解方法。基于备选集思想,构建周期与非周期结合模式优化模型,以周期列车开行频率最大化和跨线客流OD直达最大化为目标,考虑客流空间需求,决策列车方案线频率,确定周期列车与非周期列车的开行比例,提升OD空间服务水平。在允许周期列车的时间间隔不严格相同的情况下,建立不严格周期模式优化模型,以客流OD期望出发时间与实际出发时间的偏差最小为优化目标,考虑客流时间需求,决策列车出发时刻,确定列车开行顺序,提升OD时间服务水平。设计分层求解方法,求解不同周期模式组合下的列车开行方案。（4）对沪宁城际铁路进行案例分析。利用优化模型求解不同周期模式组合下的列车开行方案,将优化后的周期模式方案与既有非周期模式方案进行对比,验证周期模式的优势。最后对目标权重、跨线客流OD直达服务权重、跨线列车编组及跨线列车上线时间域等模型参数进行灵敏度分析。