乘务计划问题是轨道交通运输组织的关键问题之一,其编制效果对运输组织效率和运营成本有显著影响,随着轨道交通的网络化发展,相关的运营组织问题趋于复杂化,使得乘务计划的编制背景更加复杂。乘务排班问题是乘务计划的核心子问题,在运营实践中通常采用效率低下的人工编制方法,不便调整且缺少优化过程,缺乏高效性和经济性。因此,研究科学合理的优化方法以实现乘务排班问题的高效自动化编制获取更优化的编制结果具有重要的研究意义。而近年来轨道交通运营线路不断增加,线路间乘务人员的运用情况存在较大差异,为实现乘务人员这种“资源”更加合理的配置,本文提出基于乘务员共享的乘务排班问题。借鉴国内外相关研究成果,针对城市轨道交通乘务排班问题的特性,以集合覆盖模型为基础构建乘务排班问题模型并采用两阶段方法进行求解。考虑乘务员共享的排班问题模型在单一线路排班问题模型基础上进行拓展并对单线算法进行改进以适应共享问题的特征。本文的研究内容主要包括:(1)探讨乘务员共享模式下的乘务排班问题,介绍问题的提出背景与编制条件,给出共享问题的定义并对问题的求解过程进行分析。(2)针对单一线路的乘务排班问题,考虑城市轨道交通相关运营管理规则,将模型构建为基于可行班次的集合覆盖模型,可行班次的生成基于树形结构与深度优先方法,排班问题的结果通过求解0-1整数规划获得。(3)针对乘务员共享模式下的乘务排班问题,在单一线路模型基础上考虑换乘接续进行拓展,改进求解过程中的可行班次的生成过程,对于大规模问题难以求解的情况,设计拉格朗日松弛方法进行求解。(4)基于轨道交通实际线路数据进行案例设计,验证算法的有效性并对比单双线求解结果,最后对共享问题的影响因素进行分析。