目前我国处于城镇化快速发展阶段,城市群逐步形成和发展,综合客运网络不断变化,客运需求呈现分层次、高强度、多样化、重时效的特点。面对城镇化带来的影响,迫切需要构建"需求导向、层次清晰、统筹协调、结构合理"的城市群综合客运枢纽体系,以引导和支撑城镇化发展,更好地满足城镇化背景下的城市群客运出行需求,同时为城市综合客运枢纽布局提供上层规划指引。然而,目前少有从城市群层面进行综合客运枢纽布局,更缺乏系统的分层布局理论指导,存在城市群综合客运枢纽布局与城市群发展不协调、城市群客运组织模式不合理、不同层级枢纽之间没有统筹布局、枢纽建设时序不明确等问题。因此,本论文主要研究城镇化背景下的城市群综合客运枢纽分层布局优化问题,以期为城市群综合客运枢纽布局提供理论参考。本论文的研究内容主要包括以下几部分:(1)阐述了城镇化背景下城市群综合客运枢纽分层布局优化的相关基础理论。分析了城镇化发展与城市群综合客运枢纽布局的关系,明确了城镇化背景下城市群综合客运发展形势对城市群综合客运枢纽布局的需求,总结了城镇化背景下城市群综合客运枢纽发展现状与存在的问题,阐明了城镇化背景下城市群综合客运枢纽分层布局的内容框架及意义,提出了城镇化背景下城市群综合客运枢纽分层布局的思想(包括城镇化背景下城市群客运需求层次划分与综合客运枢纽层级划分、城镇化背景下城市群客运组织模式和枢纽分层布局模式),制定了城市群综合客运枢纽的布局流程。(2)研究了近期的城市群综合客运枢纽分层布局优化问题。考虑城镇化综合客运发展形势对城市群综合客运枢纽布局的需求以及城市群综合客运枢纽的分层特性及其与客流对应的服务功能,基于多流的嵌套型层级设施选址模型,构建了城市群综合客运枢纽分层布局优化基本模型,使用CPLEX优化软件进行精确求解并设计了改进的免疫克隆求解算法,通过30个节点的算例和81个节点的算例验证了模型和算法的有效性。(3)研究了多时期的城市群综合客运枢纽分层布局优化问题。在城市群综合客运枢纽分层布局优化基本模型的基础上,考虑到城镇化进程中区域空间结构、综合客运网络和客运需求在不同时期不断变化的特点,对相关参数和变量加入时期的属性,构建了多时期的城市群综合客运枢纽分层布局优化模型,使用CPLEX优化软件进行精确求解并设计了改进的免疫克隆求解算法,通过30个节点的算例和81个节点的算例验证了模型和算法的有效性。(4)研究了考虑不确定因素的多时期城市群综合客运枢纽分层布局优化问题。在多时期的城市群综合客运枢纽分层布局优化模型的基础上,考虑到城镇化进程中城市群综合客运需求、枢纽备选点各层次服务能力最大值存在不确定性,同时各层级枢纽的服务量最低标准也尚未有明确规定,构建了考虑不确定因素的多时期的城市群综合客运枢纽分层布局优化模型,应用模糊规划理论将模糊目标函数和模糊约束转化为清晰等价类,最终形成线性规划模型,使用CPLEX优化软件进行精确求解并设计了改进的免疫克隆求解算法,通过30个节点的算例和81个节点的算例验证了模型和算法的有效性。(5)进行了城市群综合客运枢纽布局优化的实证研究。以京津冀城市群为例,结合该城市群相关发展规划和数据,分别应用构建的模型得出枢纽分层布局结果,分析论证了分层布局方法的有效性。