随着我国大都市和城市群的发展,轨道交通市域线建设规模日益扩大。市域线作为市区与郊区间重要的交通走廊,通常具有线路里程较长、站间距较大、断面客流分布不均衡性显著等特点,其特色的运营模式尚待深入研究。目前我国轨道交通普遍采用的单一交路站站停运输组织模式,难以满足市域线乘客快速出行需求,且部分区段存在供需不匹配问题。采用多交路和快慢车组合的灵活运营模式,能较好满足乘客多样化出行需求,同时可以有效节约企业运营成本。论文归纳了轨道交通市域线采用多交路快慢车运营组织的基本条件,考虑乘客出行路径选择行为,研究有/无越行的多交路快慢车开行方案优化模型,并进行案例研究。主要研究工作和结论如下:(1)从客流特征、线路行车组织条件、服务水平、运营经济性四方面分别对市域线组织多交路运营和快慢车运营的适用性进行总结与分析。基于市域线客流多样化的出行需求,提出多交路和快慢车组合的灵活运营模式,并结合其运营特点提出多交路快慢车开行方案编制的原则与步骤。(2)构建多交路快慢车运营条件下的乘客出行时空网络,定量研究不同到达阶段的各类乘客出行路径选择行为。根据出行起讫点对乘客进行分类,并确定各类乘客出行路径备选集。在假设乘客充分了解当前和后续若干列车到站信息的基础上,考虑出行时间感知差异性构造广义出行费用函数。改进了基于回溯遍历的路径搜索算法,在出行时空网络中对有效路径进行搜索,采用Logit模型计算乘客选择各路径的概率,并基于滞留次数对乘客路径选择概率进行修正。通过计算乘客对当前列车的选择概率、换乘概率、滞留概率,提出多交路快慢车运营条件下的客流分配方法。(3)建立无越行和有越行条件下的多交路快慢车开行方案优化模型,设计基于遗传-模拟退火的求解算法。基于非均衡发车模式,对列车始发间隔等时间参数进行讨论,并对候车、换乘、滞留等乘客参数进行详细刻画,构建更加精细化的多交路快慢车开行方案优化模型。以乘客旅行时间最短和企业运营成本最小为优化目标,以各类列车发车频率、始发间隔、快车停站方案、小交路列车开行区段为决策变量,综合考虑服务水平、供需匹配关系、列车满载率、小交路长度、必要停站、折返能力等约束条件,构建无越行条件下的多交路快慢车开行方案优化模型。在此基础上,对快车是否发生越行的判断方法以及越行发生后的调整手段进行详细描述,同时增加越行次数、越行安全间隔、越行站停站情况等约束条件,构建有越行条件下的多交路快慢车开行方案优化模型。采用断面客流方差筛查法确定小交路开行区段备选集,并基于遗传-模型退火原理分别对有/无越行条件下的多交路快慢车开行方案优化模型的求解算法进行设计。(4)以天津地铁M9线为研究对象,对其组织有/无越行条件下的多交路快慢车运营效果进行分析。案例求解结果表明:有越行的多交路快慢车开行方案运营效果略优于无越行方案,可节约乘客旅行时间0.3%,节约企业可变运营成本2.0%。将案例线路组织多交路快慢车的运营效果分别单一交路站站停、大小交路站站停、单一交路快慢车进行对比,最多可降低6.9%、2.2%、5.1%的广义运营成本,验证了市域线组织多交路快慢车运营可以有效实现乘客和企业均衡效益的提升。(5)对案例线路组织有/无越行的多交路快慢车运营的客流适应性进行研究,得出结论:(1)当案例线路的区段客流量占全线客流量比重高于45%时,适宜组织多交路的快慢车运营,且区段客流比重越高,其系统运营效果越好;(2)当案例线路的客流总需求增加30%时,线路将不再具备组织无越行的多交路快慢车运营的条件,即有越行的多交路快慢车模式比无越行的多交路快慢车模式能够更好的适应客流增长。图49幅,表26个,参考文献81篇。