随着我国城市轨道交通的快速发展,北京、上海等城市的基本线网逐步形成,并已经步入网络化运营阶段,同时还有许多城市在加紧建设轨道交通线网,网络化运营的特征也日益明显。城市轨道交通共线运营模式充分利用网络化优势,通过整合不同线路,能够减少乘客换乘,提升资源利用效率,提高网络化运营的水平,是下一阶段轨道交通重要的发展方向。本文围绕城市轨道交通共线运营模式及其实施问题,主要进行了以下研究工作：(1)系统地梳理了共线运营的基本概念、分类及其主要特点。在分析世界范围内共线运营典型案例的发展背景、发展概况和实施方案的基础上,归纳提出了城市轨道交通共线运营模式的定义和分类,客观分析了共线运营模式的优缺点。(2)分析了实施共线运营模式的客流条件。结合国外运营经验,以最低服务水平下需求与运能匹配作为条件,得到实施共线运营所需的过轨客流数量要求；通过分析计算共线运营模式对各类乘客出行时间的影响,以共线运营模式下全体乘客耗时减少为条件,得到过轨客流与非过轨客流的相对数量关系要求,并为判断是否满足该要求提出判定指标。(3)分析了实施共线运营模式的工程条件。通过分析共线运营与城市轨道交通各专业子系统的关系,得到共线运营实施所需的土建工程条件、车辆及机电设备条件,针对各实施条件提出不同的解决方案,并对其优缺点进行了分析。(4)构建了共线运营模式列车开行方案的优化模型。在系统分析影响开行方案的客流、经济、技术等因素的基础上,以满足客流需求和线路通过能力为前提,以乘客出行成本和企业运营成本之和最小为目标,建立了共线运营列车开行方案的非线性优化模型；利用提出的模型和算法对S市轨道交通M2与R1线的算例进行了计算,得出优化的共线运营开行方案,验证了模型和算法的实用性和可靠性。