随着我国城市经济的快速增长、人口急剧膨胀,城市地面交通状况日益严峻,而轨道交通以其运量大、干扰小、速度快的优势得到了快速发展,许多城市已经拥有成熟的城市轨道交通系统,其也成为居民日常出行最重要的交通工具。然而,在调查研究中发现,我国很多城市的地铁满载率不尽人意,运营部门仍旧采用传统的方法制定列车开行方案,这对目前变化更快、变化因素更多的地铁来说已经相对有些落后,在一定条件下可能会影响地铁的服务水平。在这样的背景之下,本文在原有的研究基础之上,归纳出影响列车开行方案的要素,通过以地铁运营商成本最低和旅客出行成本最低为目标函数,以列车编组,列车开行间隔等为约束条件建立了城市轨道交通列车开行方案优化模型,并运用遗传算法进行计算分析。首先,本文在介绍城市轨道交通的基础上引出列车开行方案的概念,对列车开行方案的构成,列车开行方案的制定原则以及影响列车开行方案的因素进行了理论分析研究,根据客流的特征分析城市轨道交通列车开行方案的不同之处。其次,基于城市轨道交通运营公司的运营成本最低和旅客出行的成本最低建立了列车开行方案优化模型,并建立了与两个目标函数相对应的约束条件,之后运用线性加权法对目标函数进行归纳得到综合模型,对问题进行了深入分析。再次,在关于遗传算法理论分析的基础上,设计了用于求解列车开行方案优化问题的遗传算法,并详细介绍了求解流程。最后,以西安市城市轨道交通为例,运用遗传算法对西安市城市轨道交通的开行方案进行优化,通过迭代可以对列车的发车频率和发车数量进行优化,大大降低了旅客的等待时间,降低了目标费用值,最终确定出四条地铁线路的开行方案最终优化值。