随着城市经济的发展,许多城市的交通需求呈爆炸式增长,由此造成的交通堵塞越来越严重。为了缓解道路交通拥堵,世界各国政府都大力鼓励人们乘坐公共交通工具出行。然而,高峰时段公共交通内部的拥挤,尤其是当乘客需求超过运输服务能力时,仍然经常困扰着通勤者。本文针对早高峰轨道交通拥挤问题,提出了四种不同的票价优化方案,其中阶梯票价优化方案不仅能够在降低系统总成本,而且在实际中易操作。本文的研究工作主要包括:首先,针对乘客同质情形提出了四种不同的票价方案。在乘客同质的前提下,又分不允许迟到和允许迟到两种情况进行讨论,相应的票价方案包括:单一票价、时变票价、单步票价以及多步票价方案。设计算例验证上述研究内容,如最优区间分界点、乘客分布以及灵敏度分析。然后,针对乘客异质的情形,相应的介绍了四种不同的票价方案。针对不允许迟到和允许迟到两种情况就单一票价、时变票价、单步票价以及多步票价方案四种票价方案进行讨论。通过分析推导得到乘客的出行成本、出行分布以及单步票价方案和多步票价方案下最优票价区间及相应的票价。最后,在阶梯票价方案下,分析了公共交通系统最优时的服务设计,包括最优时刻表,最优车次数及列车容量。