随着我国城市范围的不断扩大,大量人口涌入城市周边生活,使跨组团的长途客流比例日益增加,而城市轨道交通线路为了适应这种变化,目前大多采取快慢车的运营组织模式。然而,当长途客流比例进一步增大时,使用单一编组的快慢车开行方案将加剧快、慢车间的满载率不均衡现象,即快车满载率过高,降低了快车乘客的乘车体验;慢车满载率过低,又造成了慢车运能的浪费。基于上述背景,本文考虑采用快慢车与多编组组合开行的模式,优化快、慢车间的满载率均衡水平,提高快车乘客的乘车体验,合理分配运能。论文主要研究工作与结论如下:(1)在分析了日本京成线、上海地铁16号线的典型快慢车与多编组结合案例的基础上,结合既有研究提出了快慢车与多编组组合开行方案的前提条件、组合模式、影响因素及方案优化评价指标。(2)建立了考虑乘客舒适度的广义出行费用函数,并根据乘客的出行选择特征及乘客对不同满载率下的列车舒适度评分的调研数据,标定了函数中各时间参数和舒适度系数,并据此提出乘客的出行选择概率计算方法。(3)建立了考虑满载率均衡性的快慢车与多编组方案组合优化的双层规划模型。上层模型为以全体乘客广义出行成本和企业运营成本综合最小为目标的快慢车开行方案优化模型;下层模型为以满载率均衡指标最小为目标的快慢车编组方案优化模型。并设计了“遗传+穷举迭代”的启发式算法进行求解。(4)以某市线路为案例,进行模型求解,并设置站站停方案、单一编组的快慢车方案作为对比方案与最优方案进行对比分析,得出采用“快车大编组、慢车小编组”的快慢车与多编组组合开行的模式可以有效提升线路服务水平和快慢车满载率均衡性的结论。与站站停方案对比,组合优化方案的总乘客广义出行费用的优化率达1.4%;企业运营成本的优化率达2.7%。与单一编组的快慢车方案对比,总乘客广义出行费用的优化率达1.0%,其中乘客舒适度成本的优化率达24.5%;企业运营成本优化率达0.47%,满载率均衡系数的优化率达到12.1%。说明快慢车与多编组组合优化方案更优于站站停及单一编组的快慢车方案。(5)对长途乘客占比、满载率、列车停站时间进行灵敏度分析。得到了当长途乘客占比在70%～90%之间时最适宜开行快慢车与多编组组合优化方案;满载率上限的提高有利于多样化编组方案的选择并减少运营成本,但会带来乘客乘车体验的下降;列车停站时间越长,组合优化方案在乘客总旅行时间上的优化率越高等结论。