摘要：近年来,我国城市轨道交通系统发展迅速,建立合理的模型进行交通流预测与仿真,对于列车安全快速运行尤为重要。本文采用元胞自动机模型理论,对城市轨道交通系统复杂的交通流现象进行研究,分析了城市轨道交通系统中不同研究方式的利弊。重点说明了元胞自动机模型所具有的在保留交通系统复杂性和非线性的同时,更易于计算机仿真操作,并能被灵活的修改规则以考虑各种真实交通条件的优越性。本文参考实际地铁交通系统,建立基于折返运营模式的移动闭塞系统元胞自动机模型,并深入研究本模式下的城市轨道交通流模型。分析了不同运营安排条件对列车运行延误的影响,讨论列车走停及延迟向后传播的规律。针对小交路折返区段列车运营提出优化模型。研究并分析基于这些模型的城市轨道交通流特性。本文主要内容如下：1.基于元胞自动机模型和轨道交通的特点,建立基于移动闭塞系统的元胞自动机模型,绘制轨道交通流时空图。通过考虑折返运营,使模型更符合实际情况。利用此模型,分析列车车辆数、发车间隔、停站时间、折返间隔等对列车运行延误的影响。仿真数值结果表明该模型能够很好描述一些真实的移动闭塞系统的轨道交通流特性,验证了模型的可靠性和有效性。2.在基本列车折返运营模型基础上,提出基于大小交路折返运行的元胞自动机模型。仿真结果重现出真实的列车折返作业和特性,表明此模型可靠有效。通过模型模拟了列车大小交路折返运营情况,分析基于折返作业的不同运营条件对列车延迟传播的影响。3.建立基于大小交路列车折返运行模型的优化模型,模拟列车在小交路折返站进行折返时不同列车混合运行的轨道交通流特性。仿真结果表明在大小交路混跑情况下进行折返时先安排小交路折返列车进行折返作业,可以提高线路的通过率,使整条线路更平稳顺畅的运行。这与实际相符。因此该模型可以为地铁线路中合理设置运行规则提供理论依据,此运行规则的改进可改善运营效率。