近年来,城市轨道交通运营里程不断增加、线网规模快速增长。随之而来的是客流强度的平稳增长以及客运量的不断增加,同时也使城市轨道交通系统节能降耗面临的形势日益严峻。列车时刻表作为城市轨道交通列车运行的基础、运营过程的纲领,通过控制和调整列车运行策略,在保证提供高质量出行服务的前提下,能有效降低能耗,减少运营成本。因此,研究城市轨道交通列车时刻表的节能问题,对其未来发展具有重要意义。本文通过对AFC数据进行离散化处理,获得时间更为精细,刻画乘客出行过程更符合实际的基础数据,根据此数据建立模型能更合理的描述乘客上下车过程。在此基础上建立列车时刻表节能问题的优化模型。考虑地铁运营公司对能耗情况的关注和乘客对出行服务质量的需求,以最小化能耗和乘客的总等待时间为优化目标,采用单车节能控制策略和考虑列车容量限制约束,得到列车时刻表节能优化问题的优化目标和约束条件,并采用遗传算法进行求解。基于列车时刻表节能优化模型,结合列车在实际运行中,随机扰动导致偏离列车计划的实际情况,着重考虑列车晚点和延迟问题也是城市轨道交通的研究热点。尤其是在线网不断扩张,客流不断增加的今天,随机扰动更为棘手。列车时刻表的鲁棒性研究可以有效避免列车晚点和延迟,解决随机扰动带来的问题。列车时刻表鲁棒性的优化问题采用两阶段规划模型。第一阶段模型以乘客的总等待时间为优化目标,结合第二阶段规划模型,在节能优化模型的基础上通过鲁棒性方法得到每列车运行时刻表,对列车的发车间隔进行优化。设计内外嵌套的遗传算法对其进行求解。最后以北京地铁亦庄线为例,对所提出的模型与方法进行验证,将优化前后的列车时刻表进行对比分析。对于列车时刻表节能优化模型,在减少乘客总等待时间的同时,可以节约能耗9.67%;对于列车时刻表鲁棒性优化模型,通过计算本文提出的鲁棒性评价指标,得到列车时刻表抵抗随机扰动的能力有所提高。模型的有效性为优化和调整城市轨道交通列车时刻表提供了参考。