近年来随着城市化的快速发展,人们对公共交通的要求越来越高。同时,随着人民出行需求和各方面需求的进一步升高,现有轨道交通的发展速度已经无法满足人民日益增长的出行需求,这也导致我国交通运输的供求矛盾越来越严重。列车运行调度是协调轨道交通运输供求矛盾的关键,然而现有的面向灵活编组的方案都是以调度员的经验为基础,缺少科学的决策依据。同时,缺乏最优的数学模型和最优的运算流程,使得现有的资源无法得到充分的利用,导致了资源的浪费。因此,基于自适应虚拟编队策略在任意时刻实现有效且正确的编组具有重要的意义。本文考虑了不同时段客流的需求,结合列车在线路上的运行情况,设计了面向城市轨道交通灵活编组的列车运行图编制优化模型,主要内容如下:（1）本文建立了面向灵活编组的列车运行动态模型和乘客客流量动态模型。在考虑乘客方与运营方双方利益的优化目标前提下,结合相关约束条件,建立面向城市轨道交通灵活编组的列车运行图优化模型,从而获得灵活的自适应虚拟编队策略。与传统的高峰编组低峰解编的策略不同的是,基于自适应虚拟编队策略,综合考虑车站状态、动态客流属性以及优化目标,在任意时刻实现有效且正确的编组。（2）本文采用能够将复杂约束条件进行松弛和分解的拉格朗日松弛算法求解面向城市轨道交通灵活编组的列车运行图优化模型。本文通过对不同时段的列车停站时间、发车间隔以及列车运行图的对比分析,验证了拉格朗日松弛算法的可行性;通过与基准算法的对比分析,验证了拉格朗日松弛算法的求解优势。（3）本文设计并开发了一套面向动态灵活编组的ATS仿真系统,并基于该系统,实现对面向城市轨道交通灵活编组的列车运行图优化方法的验证。首先,通过观测ATS仿真系统的运行图以及虚拟车辆的运行效果,验证了面向城市轨道交通灵活编组的列车运行图优化方法的可行性。同时站场显示中也可以看出本文求解获得的自适应虚拟编队策略会综合客流等因素判断列车是否加入编组。在以上对面向城市轨道交通灵活编组的列车运行图优化方法的构建、验证以及实现的基础上,本文可以通过客流情况进而进行虚拟编队的灵活编组,同时设计非周期的列车运行图,随客流情况的变化停站时间成正比变化。仿真结果表明,与以往固定的停站时间相比,既提高了列车利用率,又提高了乘客乘坐舒适度。图39幅,表11个,参考文献56篇。