随着我国大城市及城市群的发展,市域及城市群之间区域快速轨道交通网正在大规模规划建设中,为尽量缩短通勤客流的出行时间,提高列车利用率,快速轨道交通线路普遍采用快慢车和跨线运行方式。我国城市中心区建成的地铁线路多采用单线独立运行,因此对快慢车和跨线运行的研究尚处在起步阶段。本文在分析快慢车和跨线运行相互影响机理及其运行组织技术的基础上,研究提出了二者组合开行优化方案计算模型,主要研究内容和研究成果如下:(1)在对城市轨道交通快慢车运行方式、开行快慢车对线路通过能力的影响及快慢车合理停站方案进行理论研究及定量化计算的基础上,提出开行快慢车的线路行车密度、通过能力、越行站选择和快车越行判定条件。(2)以市域线上跨线出行乘客出行时间为目标,按照设定的两线最小行车间隔以及两线乘客换乘时间,计算得到了在市域线不同行车密度条件下,开行跨入地铁线路列车的条件表。(3)基于乘客对快慢车的选择换乘行为、快车跨线及其折返站选择等条件,将乘客分为乘坐市域线慢车、跨线快车、被跨普线列车三大类;按照列车运行时刻表,以全部乘客总出行时间及各类列车运用总数最少为双目标,以各类列车追踪间隔、行车密度等为约束,以快慢车发车比例、跨线列车共线运行方式(插入式、取代式)、快车停靠车站、越行车站、折返车站为决策变量,建立了快慢车与跨线组合开行方案优化模型,并基于python编写了求解算法。(4)以重庆江津市域快线快车跨入地铁5号线运行为案例,利用建立的组合开行优化模型进行计算,得到最优组合开行方案为:江津线发车频率12列/h,快慢车发车比例1:1,快车在6、7、8、9、10号车站不停站,在8号车站越行;5号线发车频率18列/h,跨线江津线快车在32号车站折返。与既有站站停、独立运行方案相比,优化方案中乘坐跨线列车出行乘客总出行时间减少8.49%,同时列车运用总数还可减少7.69%。在此基础上,对影响组合开行方案的5个因素进行了灵敏度分析,结果表明,同等条件下,“取代式”比“插入式”更优,乘客总出行时间增加1.22%,但列车运用数量减少18.33%;1:1快慢车方案相比2:1方案更优,乘客总出行时间增加0.46%,但运用列车数量减少3.33%;满载率为0.8的组合方案相比其他满载率情况最优;在可行停站时间和列车最小追踪间隔下,停站时间越长、最小追踪间隔越小,快慢车相比站站停方案更优。