快速发展的城市轨道交通改善了城市面貌、拉动了沿线经济增长、提高了城市公共交通服务能力,也缓解了地面交通拥堵的状况,但是轨道交通的使用具有集中性、瞬时性,输送能力不能存储的特点。目前我国多个大城市出现了高峰期地铁站拥挤滞留、车辆超载,低谷期客流锐减、车辆空驶率较高的现象。为了缓解高峰拥挤的状况,可以考虑采用轨道交通高低峰票价,对地铁客流进行出行引导,实现削峰平谷。本文在阐述分时定价可行性的基础上,以北京为例,研究建立轨道交通分时段定价模型,为城市轨道交通分时定价策略提供较为科学的依据。首先,分析了国外城市地铁分时定价的实施效果,如墨尔本、新加坡、华盛顿、伦敦、纽约等；基于拥挤定价理论和收益管理理论以及地铁客流不均衡性和不同时段的需求价格弹性,探讨了分时定价的可行性；同时阐述了目前分时定价常用模型：拉姆塞定价模型、博弈模型的优缺点。其次,建立轨道交通分时段定价模型。以北京市为例,分析了工作日早高峰时期乘客出行特征与非工作日平峰时期乘客出行特征,针对工作日早高峰时期以及非工作日平峰时期不同目的分别建立不同的分时定价双层规划模型,实现多种交通方式竞争条件下轨道交通收益最大与乘客广义出行费用最小的双方利益的平衡；并提出了针对早高峰时期某一线路区间满载率过高的票价调节方法。第三,针对不同双层规划模型的特点分别给出了求解早高峰分时定价双层规划模型的粒子群迭代算法和平峰定价双层规划模型的库恩-塔克求解方法,并给出了早高峰分时定价双层规划模型算例,参考北京市轨道交通现状进行参数设置,对分时定价的实施效果进行了评估,验证模型与算法的有效性。最后,初步提出了城市轨道交通分时定价的实施方案和实施建议,并指出了今后的研究方向。