随着世界范围内城市轨道交通技术的迅速发展,以及其载客量大、运行准时、运行速度快、环保等特点,越来越多的大中型城市将城市轨道交通的建设作为缓解城市公共交通运输压力的一个重要措施。然而不同于高速铁路,城市轨道交通设施一般位于城市地下,施工成本高、改造难度大,同时随着人们越来越青睐于使用地铁出行,现有线路条件及基础设施将会越来越难以满足今后人们出行的需求。因此,如何在现有设施基础上,采用合适的方法来提高城轨交通运营组织的效率是亟待解决的一个问题。本文中利用优化列车运行图的方式来达到优化地铁运营组织的目的,这是其中一种最为经济可行的方法。本文旨在利用合理的数学描述方式,对城市轨道交通列车运行图进行优化模型的建立,并探索合适的运行图优化算法对该模型进行求解和验证。首先,在对列车运行图的特点和构成进行学习研究的基础上,本文将对列车运行图优化问题进行全面的分析,确定优化问题的目标与约束条件。然后,根据对优化问题的描述,我们将运行图优化归结为一个目标-约束的问题,建立列车运行图优化模型。鉴于遗传算法在解决组合优化问题上的各种优点,我们选用遗传算法(GA)对该优化模型进行求解和验证,并在求解过程中根据实际问题的需求对基本遗传算法进行一定的改进。最后,以郑州地铁一号线一期工程作为仿真背景,借助实验室城市轨道交通运行控制系统平台,对模型和算法进行仿真验证。并且建立简单的运行图指标评价体系,利用运行图技术指标对优化前后的运行图进行简单的评价分析。通过最后仿真测试的结果可以表明,本文提出的算法研究在运行图优化问题上具有一定的有效性和可行性。