高铁客运枢纽是城市客运交通系统新兴的重要组成部分,是城市交通网络的交汇点和对外客流集散的主要场所。它承担着衔接各种交通方式、完成客流集散与疏解、保证旅客顺利出行等重要功能,对铁路客运站的高效运转起到举足轻重的作用。换乘系统的规划、设计合理与否,直接关系到旅客出行顺畅程度,关系到各种交通方式的衔接配合以及功能的充分发挥,关系到铁路部门与城市公共交通的运输效率和运营效益。研究枢纽换乘客流量及衔接交通方式分担率是确定枢纽设施的规模、运力规模的基础。另一方面,优化枢纽交通流线组织模式和设施功能布局能够缩短客流换乘距离和时间、提高换乘效率、改善换乘环境。据此,本论文主要做了以下几个方面的研究：(1)借鉴国内外在客运站布局和综合换乘领域的研究成果,总结铁路换乘系统的常用设计方法,并针对当前铁路发展形势与运输环境,提出换乘系统建设目标,并对铁路客流集散特征进行分析。(2)改进了最小二乘回归预测模型,将偏最小二乘法应用于枢纽换乘客流量的预测,从而改善了自变量之间的多重相关性对预测结果的影响；(3)枢纽内交通方式分担率预测方面,首先研究各种换乘方式的效用函数,然后通过TransCAD软件运用MNL模型对其进行预测；(4)换乘衔接组织和优化方面,研究铁路枢纽与城市交通系统各方式间的布局形式,提出了站内交通组织策略；分析换乘设施的能力协调问题；提出了社会车辆停车场车位需求模型。(5)将本论文提出的模型和方法结合北京南站进行研究和分析。最后,总结了全文的研究工作及研究结果,并对下一步工作进行了展望。