合理的末班车时刻表不仅直接反映了城市轨道交通的运营服务质量,而且充分体现了“以人为本”的服务理念。城市轨道交通系统由线到网的快速发展过程,对末班车时刻表的衔接优化提出了更高的要求,如何科学有效地安排各线路方向末班车在各站的到发时序,成为末班车运行计划制定的关键问题。为充分满足乘客和运营单位的不同需求,提高末班车时刻表优化方法的实用性,本文对成网条件下的城市轨道交通末班车时刻表衔接优化问题进行了研究,具体如下：(1)阐述了现有末班车时刻表的编制方法,分析了末班车运行特性及该时段换乘客流的时空分布特征,并对现有末班车时刻表的衔接状况进行了总结分析,从主要换乘方向确定方法和时刻表编制方法两方面提出了存在的问题。(2)在对换乘方向冲突关系做出阐述的基础上,提出了以改进的“节点介数”和“换乘客流量”两个指标加权求和衡量换乘方向相对重要度的方法。在此基础上,建立以“乘客总体换乘不满意度最小”、“换乘成功的乘客数量最多”和“各线路方向末班车结束运营时间最早”为目标的确定环境下的末班车时刻表衔接优化模型,针对模型特点设计了更加适合求解多目标优化问题的NSGA-Ⅱ算法,并通过算例验证了模型的正确性和算法的有效性。(3)在确定环境模型的基础上,引入“换乘走行时间”这一随机变量,建立了包含随机机会约束的末班车时刻表衔接优化模型,并对确定性等价形式转化法和混合智能算法这两种求解随机机会约束模型的常用方法进行了设计。(4)以北京地铁路网拓扑结构和实际客流数据为基础,分别对成网条件下,确定环境和随机环境的末班车时刻表衔接优化模型进行求解。结果表明,与现状末班车时刻表相比,确定环境下的优化结果各项指标均有所改善,其中,“乘客总体换乘不满意度”降低了14%,“换乘成功的乘客数量”提高了6%,“各线路方向末班车结束运营时间”提早了57%。此外,随机环境下的优化模型也得到了较好的优化结果,更符合实际情况。由此,证明了本文提出的确定环境、随机环境优化模型及相应的算法的可行性和有效性。