我国轨道交通行业正处于蓬勃发展阶段,拥有干线铁路、城际铁路、城市轨道交通等全部制式的轨道交通。近年来,我国的轨道交通客流量与日俱增,乘客需求也日益增加。目前急需解决两方面问题,一方面是城市交通拥堵问题,另一方面是如何为乘客提供更方便快捷的运输服务。因此,需要从区域轨道交通整体出发,推进市域铁路、城际铁路、干线铁路、城市轨道交通等协调发展的多制式区域轨道交通体系建设。本文首先对各制式轨道交通特性进行对比,基于多制式轨道交通协同运输的服务需求,从多制式轨道交通管理体系和技术体系两方面对多制式轨道交通协同运输基础理论进行介绍。其次,在此理论基础上,对综合运能匹配和协同运输换乘优化两面进行研究。针对综合运能匹配问题,从线网结构、线网能力、服务能力三个方面对多制式区域轨道交通的综合运能进行分析,用枢纽运能、线路运能、多制式基础设施能力作为其定量指标,最后计算多制式区域轨道交通综合运能匹配度。针对枢纽换乘优化问题,首先分析了多制式区域轨道交通协同运输的换乘节点,对乘客在换乘过程中的总候车时间进行优化,结合高速铁路的列车运输计划对城市轨道交通的列车发车时刻进行调整,以乘客候车时间最少为目标函数,建立优化模型。最后,以成都东客站为例进行分析,对其进行综合运能匹配计算和枢纽换乘优化。实践结果表明,此模型能够为多制式区域轨道交通协同运输的规划建设和计划编制提供较好的参考价值。