城市轨道交通在给乘客提供方便快捷出行方式的同时,也成为大、特大城市解决拥堵等的重要手段之一,成为目前中国很多城市建设运营的核心内容。伴随城市轨道交通网络化的逐步完善,轨道交通客流特性也在发生变化,然而轨道交通线路、网络客流特征在本质上都是车站客流特征叠加及交换的效果体现,因此需要对轨道交通车站客流特征展开研究;目前列车开行方案(时刻表)的编制仍处于仅依赖单独线路进站客流的阶段,较少涉及城市轨道交通网络中其他线路对本线客流规律的影响,即换乘客流对该线路列车时刻表编制的影响。基于此现状,本文利用自动检售票(Automatic Fare Collection,AFC)系统存储的票卡交易数据,研究城市轨道交通网络下单线站点客流时变规律的挖掘算法,特别是建立换乘站点的换乘客流时变规律模型,并基于动态客流需求模型构建城市轨道交通网络下单线列车时刻表优化模型。首先,对城市轨道交通客流规律研究和列车开行方案(时刻表)优化研究进行评述,提出本文的研究内容:城市轨道交通网络下单线站点的客流时变规律获取研究和列车时刻表优化研究。然后,对城市轨道交通系统展开介绍,包括对轨道交通发展、轨道交通系统组成和AFC系统的介绍。在分析AFC系统存储的乘客出行数据结构之后,根据进出站和研究线路的关系对网络下站点的客流类型进行分类。由于一票制无障碍换乘,AFC系统无法记录换乘客流的出行路径,本文重点挖掘换乘客流时变性;在第三章中利用AFC数据、各线路列车运行计划(时刻表)和站内步行时间,对乘客换乘行为进行分析,建立换乘客流时变规律模型,完成网络下站点客流时变规律挖掘算法;在第四章中以天津轨道交通网络为例,获得天津地铁1号线各站点客流时变规律,并对该线路的客流特性进行分析。最后,在建立动态OD需求矩阵模型之后,构建基于动态需求的城市轨道交通网络下单线列车时刻表优化模型,设计遗传算法予以求解;优化天津地铁1号线时刻表,编制满足动态客流需求的时刻表,分析最优时刻表下列车满载率,并研究决策偏好对时刻表的影响。