随着京津冀协同化进程不断推进,城市群交通一体化有了巨大突破。铁路运输作为交通发展战略中重要的一部分,近年来逐渐成为城际间互联互通的主要交通方式。本文基于复杂网络理论,运用L space和P space方法将京津冀铁路网分别拓扑为地理网和列流网,从基础设施建设和乘客出行可达性两个角度对京津冀城市群范围内的铁路网进行研究。首先,本文分析地理网和列流网的网络特性,主要分为两个方面:一是网络拓扑性质,即计算度与度分布、最短路径长度、聚类系数、介数等复杂网络统计参量来反映网络特性。结果表明两种网络有着完全不同的拓扑性质,地理网更接近随机网络,而列流网体现了小世界特征;二是网络鲁棒性,采用定性与定量结合、动态与静态兼顾的方法来模拟铁路网受到破坏时的鲁棒性变化,计算连续攻击条件下网络全局鲁棒性和单次攻击条件下节点和边的影响度。结果显示,蓄意攻击相较于随机攻击对网络的鲁棒性影响更大,地理网节点和边的平均影响度远大于列流网。本文对网络特性进行多角度、多层次的探讨,不仅丰富了复杂网络理论的应用,还能够了解京津冀现状铁路网结构和发展水平以及鲁棒性薄弱环节,从而提出加强铁路网安全性和稳定性的优化建议,具有一定的现实意义。其次,地理网与列流网的特性差异反映了一个实际问题:当城市铁路网的基础设施建设和乘客出行可达性发展水平不同时,是否能够协调持续发展?本文将地理网与列流网分别看作铁路系统的子系统,建立基于人工鱼群算法的投影寻踪求解耦合协调度模型,以网络特性为评价指标,分析子系统之间的耦合协调度,并提出考虑城市经济发展水平的铁路网耦合协调度计算方法,综合评价城市铁路网的发展状况。结果显示,京津冀铁路网耦合协调程度参差不齐,北京耦合协调性最好,天津、石家庄、保定处于较高水平,其他城市耦合协调性较差。计算考虑城市经济发展水平的铁路网耦合协调类型,结果显示京津冀城市群中有6个同步发展型城市,5个铁路主导型城市,2个城市经济主导型城市。本文将耦合协调概念引入到复杂网络应用中,是铁路网研究的一个新思路,为城市铁路发展研究提供理论支撑。文中共有图41幅,表26个,参考文献60篇。