铁路客运枢纽是城市综合交通运输体系中的重要组成部分,是为城市提供对外交通联系的场所。铁路客运枢纽城市侧公共交通的衔接直接关系到城市居民对外出行效率。因此,铁路与城市公共交通间的衔接协调与否在很大程度上影响了枢纽站内聚集人数、旅客换乘效率以及城市综合交通运营水平。为此,本文通过构建相关数学模型,研究了铁路客运枢纽地区乘客抵达公共交通站点(包括地面公交与城市轨道交通)的时间分布规律,并以此为基础,采用非均衡发车模式对衔接铁路客运枢纽的地面公交发车时刻和城市轨道交通列车运行图进行优化。主要研究工作及结论如下:(1)铁路枢纽与城市公共交通衔接关系分析。通过对铁路客运枢纽的功能、分类以及公共交通的特点进行分析,总结了枢纽站在城市综合交通运输体系中的作用和公共交通在枢纽站内的功能定位;根据铁路到达客流特征分析,得出该类客流在时间分布上具有较强的不均衡性,并进一步结合到达乘客换乘公共交通的走行过程,推导了换乘客流到达各公共交通站点的时间分布规律;结合所得客流分布规律,探讨了铁路与城市公共交通间的运能协调与时间协调。(2)地面公交发车时刻优化模型的构建。在对地面公交发车时刻进行优化的过程中,考虑了非铁路换乘客流和车辆能力限制的情况,构建了以最小化乘客等待时间和运能匹配度与理想值差值的绝对值为目标的双目标优化模型。并根据模型特征,设计了“穷举迭代+改进自适应遗传算法”对其进行求解。(3)城市轨道交通列车运行图优化模型的构建。在对列车运行图进行优化的过程中,不仅考虑了枢纽站的客流分布情况,还考虑了沿线其他站点的时变客流需求。构建了乘客等待时间和乘客额外感知时间函数,并结合企业运营成本和运能匹配度建立了多目标优化模型。(4)案例分析。以北京西站为研究对象,对模型进行求解,并将均衡发车模式作为初始方案与非均衡发车模式进行对比分析。结果表明,非均衡发车模式可以有效增强公共交通与铁路的衔接协调性,使企业与乘客达到双赢的局面。并且,相较于高峰时段,平峰时段有更好的优化效果,其原因在于:优化幅度不仅受发车数量、客流不均衡程度的影响,还与枢纽站客流占全线客流的比例有关,枢纽站客流占比越小优化幅度越小。因而,地面公交与城轨的乘客等待时间优化幅度均在(12:30-13:30)达到最大值35.7%和4.3%。除此之外,优化方案还有效减少了留乘人数和站台聚集人数,提升了运能匹配度和车辆/列车满载率均衡性。同时,通过对枢纽站权重进行灵敏度分析,得出随着运营部门对枢纽站的重视程度加大,枢纽站乘客的等待时间将逐渐减少,但需要以牺牲其他车站乘客的等待时间为代价。