近年来,我国城市轨道交通快速发展,客运量持续攀升,在城市公共交通体系中发挥骨干作用。目前我国城轨客流呈现“基数大、变化多、高平峰差异显著”的特征,为了实现准点运行、保证运营服务质量,需要进行列车自动运行调整。与此同时,全自动运行系统(Fully Automatic Operation,FAO)作为轨道交通系统技术发展的趋势之一,为根据客流需求灵活地调整行车计划提供了重要技术条件。目前全自动运行线路沿用了传统线路的运行调整方法,考虑客流量的列车运行调整方法效果尚未得到验证。本文以城市轨道交通列车运行调整问题为背景,主要针对考虑客流量的全自动运行系统列车运行调整方法进行研究及仿真分析。论文主要研究内容如下:(1)分析了全自动运行线路的交通流特性。首先,在整理FAO系统架构及功能的基础上,分析了FAO的列车运行调整机理,明确了运行调整涉及的相关信息流。其次,本文分析了城市轨道交通客流分布特征,设计了“单峰型”、“双峰型”和“突峰型”典型客流仿真场景,随后基于元胞自动机(Cellular Automata,CA)建立了面向大客流的列车运行追踪模型,并通过仿真算例验证了模型的可行性。随后,基于极大加代数法(Max-Plus Algebra)和交通流基本图法对全自动运行线路的交通流特性进行分析,进一步实现了考虑客流需求的交通流模型。(2)研究了面向客流需求的列车实时运行调整方法。首先,基于考虑客流需求的交通流模型,设计了以各车站实际与计划车头时距的方差为目标函数、基于凸优化的列车运行调整方法。随后基于FAO的运行调整机理,设计了传统线路的运行调整方法和基于动态规划的运行调整方法。基于燕房线的实际运营数据进行仿真,分别验证了凸优化调整方法、传统调整方法及动态规划调整方法的可行性,并基于运营规律性、运营效率及运营可靠性的性能指标,对比分析了各调整方法的效果。结果表明,各调整方法的效果与客流场景相关,传统调整方法更适合“单峰型”客流场景,而凸优化调整方法在“双峰型”、“突峰型”客流场景下效果相对最佳。(3)开发了基于客流场景仿真的“列车运行调整分析软件”。将实际运行数据导入该软件,可基于用户指定的客流场景仿真出列车运行情况,直观地查看列车运行延误情况,分析列车运行调整效果。同时,软件可统计凸优化调整方法、传统运行调整方法及动态规划调整方法的性能指标值,为用户提供对比衡量调整方法的依据。用户可在选定调整方法后查看调整后的列车运行情况。图36幅,表5个,参考文献76篇。