随着城市轨道交通线路的增加和延伸,部分城市已实现轨道交通的网络化运营,网络化既给城市交通带来了便捷,也给行车组织及客运组织带来了巨大的压力。城市轨道交通正常运营因运营事故、故障等不可抗力因素出现列车延误将在路网中造成不同程度的影响。尤其是早晚高峰、重大赛事及节日期间会造成较大的社会影响及经济损失。所以本文在分析延误特性的基础上,对延误的传播范围及持续时间进行了深入研究,切实提高城市轨道交通路网运营安全。本文首先对城市轨道交通延误成因及其传播消散特性进行分析介绍,将轨道交通运营系统看作离散事件动态系统,建立单线路列车延误传播模型,通过换乘站递推至网络列车延误传播。其次,研究城市轨道交通网络拓扑结构及传播动力学,建立了基于SIR的车站延误传播动力学模型。在此基础上,结合元胞自动机构建了描述车站延误交互作用的CA-SIR模型,实现延误传播的仿真。最后,以上海城市轨道交通为例从行车组织调整方面提出了延误消散策略。论文具体内容如下:(1)分析处理了上海市城市轨道交通历史运营事故数据,统计了延误产生的具体原因。根据延误形成原因将延误分为初始延误及连带延误,从列车运行图储备冗余时间分析了延误的传播及消散特性。(2)提出了基于列车到发时间的延误判别方法,将城市轨道交通网络视作离散事件动态系统,根据初始延误列车计划运营时刻与初始延误时间,建立了列车延误传播模型,并利用极大代数法将该模型线性化,同时该模型可计算初始受延误影响列车对数,作为后续CA-SIR模型的仿真基础。(3)研究了城市轨道交通网络的复杂网络特性,构建了上海城市轨道交通网络的拓扑模型,基于路网的无标度网络特性及病毒传播与延误传播的相似性,构建了延误传播SIR模型,实现受延误影响车站的平均趋势分析。(4)考虑到SIR模型无法刻画延误传播的车站个体的演化过程,结合元胞自动机构建了延误传播的CA-SIR模型,以上海市城市轨道交通网络为例,结合统计初始延误数据对肇嘉浜路车载ATC故障下的延误传播进行仿真研究,得出了该故障下的延误传播范围及影响时间。(5)针对延误传播引起的运营问题,从行车组织调整方面展开了延误消散措施研究,并建立了相应的列车跳停方案模型,以上述仿真结果为基础进行案例分析,得到相对合理的行车组织调整方案。本文根据事故(故障)发生的地点及类型,预测初始延误时间,计算连带延误范围及其持续时间,可为城市轨道交通运营应对各类事故(故障)下行车组织及客运组织提供理论依据,及时控制事故下的各种损失。