随着我国城镇化进程加快,城市交通供给和需求矛盾突显。城市轨道交通因具有安全、便捷、快速、低污染等特性,成为了解决城市居民出行问题的重要工具、得到了较快建设和发展。然而,传统列车时刻表的编制方法主要基于运营组织者的经验判断,缺少精确量化的计算过程,不能有效匹配出行客流和平衡企业投入成本。本文基于国内外既有研究成果,分析动态客流的时变需求、建立车底接续作业流程,对城市轨道交通列车时刻表与车底周转协同优化方法进行了研究,主要内容如下:(1)论述城市轨道交通列车时刻表的编制特点,从乘客和运营企业两个方面对时刻表的评价指标进行分析。重点介绍了城市轨道交通动态客流的时空分布不均衡性、车流运行轨迹特点以及车底运用流程,分析客流、车流和车底运用之间的相互关系,确立了基于时变动态客流的城市轨道交通运输组织优化方法。(2)通过对微观客流到达强度及乘客在车站上下车的动态过程分析,提出了耦合客流到达强度的时变客流时刻表优化模型。模型以列车在始发站发车时分为决策变量,同时考虑了乘客需求、列车运行时间、列车满载率等相关约束,以乘客候车时间成本和拥挤成本最低为目标。针对建模条件和决策变量的特点,设计了特殊编码形式的PSO-GA算法,并使用MATLAB软件进行编程,在算例中验证了模型的有效性。(3)考虑车底周转作业过程,建立了时变客流时刻表与车底周转协同优化的数学模型。针对高峰时期上下行客流不均衡线路,为加快车底周转设计了含空列折返的开行方式,模型在时变客流时刻表优化模型的基础上,增加了车底运用时序、折返线容量、空列发车数等约束条件,编制耦合时变客流强度和车底使用成本的列车时刻表方案,并设计对应算法。通过案例求得车底周转主导列车时刻表和协同优化列车时刻表并计算各项成本,分别与均衡列车时刻表对比,验证本文协同优化模型的有效性。最后,通过对参数进行灵敏度分析,为运营企业根据不同客流条件和运营状态优化时刻表提供了指导作用。