近年来，城市轨道交通在我国迅猛发展，城市交通拥堵一定程度得到了缓解。为做好城市轨道交通运输组织，各运营单位均需要充分研究并制定相对合理的运营方案，行车组织是运营方案制定的关键内容，而列车运行图又是行车组织的基础，列车运行图的编制及优化关系到运营方案的整体质量。城市轨道交通往往需要经历新线开通、客流增长、运能提升几个阶段，不同阶段对于列车运行图的编制侧重点不一样，通过对城市轨道交通列车运行图进行需求分析，针对不同需求，进行列车运行图优化编制，可有效提高运营效率。
　　首先，本论文对城市轨道交通列车运行图的基本特点进行阐述，系统地进行了需求分析，确定了基于需求的列车运行图编制及优化重点，剖析了列车运行图编制的影响要素及制约关系，并介绍了列车运行图编制的主要原则及流程。
　　其次，根据需求分析情况，重点研究了城市轨道交通新线开通条件下、基于客流时空分布特点、考虑车辆运用的列车运行图优化方法。新线开通条件下的列车运行图优化方面，分析了新线接入路网的影响及降低影响的列车运行图控制措施，提出了新线开通条件下列车运行图编制的服务目标、参数优化策略、列车晚点可调余量估计方法、首末班车时间优化模型。基于客流时空分布特点的列车运行图优化方面，介绍了城市轨道交通客流时空分布特点、对应的运输组织方法，重点结合客流的时空分布特点及有序样品最优分割法，提出了城市轨道交通全日行车计划优化模型。考虑车辆运用的列车运行图优化方面，由于车辆的合理利用主要取决于列车交路的形式，本文以列车交路为核心，对列车交路的形式、优缺点、设置条件进行了分析，提出了考虑车辆运用的列车交路比选模型。相关模型均举例进行了验证。
　　另外，本论文对城市轨道交通列车运行图评价的相关指标进行了分析，提出了部分指标优化计算方法，结合列车运行图编制的决策目标，提出了列车运行图评价的关键指标，并以实际案例围绕不同目标进行了分析评价。
　　最后，对论文进行总结、展望，并概括了本论文的创新点。