随着城市交通问题的日益突出,城市轨道交通受到越来越多大中城市的青睐,逐渐成为公共交通方式的骨干。城市轨道交通的发展缓解了地面交通压力,客运量不断增长,但其带来的巨大能源消耗问题也不容忽视。在轨道交通系统总能耗中,列车运行能耗所占的比重最为突出。在这一背景下,从运输组织层面研究在满足客流需求的同时降低列车运行能耗,是一项需要关注的重要课题。本文从运输组织层面出发,以一条城市轨道交通线路为研究对象,在考虑客流的时变特性与列车牵引能耗成本节约的基础上,构建了基于时变客流的城市轨道交通节能列车运行图编制优化模型,并设计自适应遗传算法求解。具体研究内容如下:(1)城市轨道交通列车运行图理论分析。在充分理解列车运行图概念及特点的基础上,从乘客需求、运营条件和运力资源三个方面分析了城市轨道交通列车运行图的影响因素,并在大量阅读国内外相关研究的基础上总结了列车运行图优化中采用的节能方法,提出了本文列车运行图编制框架。(2)基于时变客流的城市轨道交通节能列车运行图优化模型构建。以乘客总旅行时间和列车运行总能耗最小为目标,考虑客流需求约束、列车运行相关约束,建立运行图优化模型,采用基于AHP—模糊优化理论的两阶段法对多目标函数进行转化,寻求相对满意的模糊最优解。(3)求解运行图优化模型的自适应遗传算法研究与设计。根据解的特点对列车在始发站的发车时刻和列车最大运行速度两部分编码段设计不同的编码方式,并设计自适应的交叉算子和变异算子提高算法的全局寻优能力,运用MATLAB软件进行编程求解。(4)案例研究和结果分析。以北京市城市轨道交通线路昌平线的数据为基础设计实验,将线路及列车数据、运行图数据及OD客流数据输入到运行图优化模型的求解算法中,通过改变目标函数得到不同的优化方案,与初始方案的结果对比证明了本文方案的优越性,并对列车开行数量参数进行了灵敏度分析,实验结果验证了本文模型和算法的有效性。