城市轨道交通因其运输能力大、安全可靠等优势,成为铁路客运枢纽疏解旅客的中坚力量。实现城市轨道交通列车时刻表与干线铁路列车到达时刻的良好衔接,是减少旅客等待时间、提升城市轨道交通接驳服务水平的重要手段,更是提升铁路客运枢纽运转效率的关键环节。既有文献研究较少在计划编制阶段将枢纽站脉冲性到达客流的影响纳入考虑范畴,且大多数均侧重于对单一枢纽站点均衡发车时刻的确定,而未协同考虑线路其他车站客流分布。鉴于此,本文基于运输组织优化基本理论,以衔接干线铁路客运枢纽的城市轨道交通车站及线路为研究对象,分别构建基于进站客流规律的枢纽站城轨列车发车时刻优化模型以及基于铁路客运枢纽衔接的城轨列车时刻表优化模型,旨在为城轨与铁路的衔接问题提供新的解决方法。具体研究内容如下:(1)列车时刻表编制及铁路客运枢纽衔接相关理论分析。从旅客出行需求、运营条件和运力资源三方面归纳了城市轨道交通列车时刻表编制的影响因素;然后,针对衔接铁路客运枢纽这一特性进行细致分析:首先在明确铁路与城市轨道交通衔接的空间组织模式的基础上,对铁路旅客换乘全过程进行刻画,为推导枢纽站进站客流规律奠定了基础;其次分析了铁路列车到达规律以及衔接城轨线路进站客流的时空分布特征,说明了铁路换乘客流对于衔接城轨线路时刻表编制的重要性;最后,提出了本文列车时刻表的优化框架。(2)从微观车站层面出发,结合铁路旅客换乘全过程,刻画了铁路换乘客流的脉冲性到达分布规律,再将此动态客流分布作为输入,并在考虑非铁路换乘旅客均匀到达的基础上,构建了枢纽站列车发车时刻优化模型,以减少旅客总候车时间,尽快疏散铁路到达客流。(3)从宏观线路层面出发,在重点关注枢纽站客流分布的基础上,协同考虑衔接城轨线路上其他普通车站的客流分布情况,并将旅客滞留时间作为惩罚因子纳入目标函数,建立以最小化全线旅客等待时间为目标的列车时刻表优化模型,以确定非均衡模式下各列车在始发站的发车时刻。结合时刻表优化问题特性,在传统遗传算法的基础上设计改进非线性自适应遗传算法进行求解。(4)案例研究和结果分析。以衔接沈阳站的沈阳地铁1号线实际数据为基础,针对车站层面模型和线路层面模型分别设计试验方案,通过所设计算法进行编程求解。进一步地,结合可视化手段,将旅客总等待时间、留乘人数、列车满载率以及枢纽站站台聚集人数等评价指标与初始方案进行对比分析,验证了本文模型的有效性。最后从列车开行数量、枢纽站权重两方面进行灵敏度分析,探讨其对衔接线路列车时刻表优化效果的影响。研究表明,针对铁路列车密集到达情形下的接驳问题,模型在城市轨道交通平峰时段比高峰时段优化效果更佳,其原因在于平峰时段干线铁路换乘客流在全线中所占比例最大、列车发车间隔较大而使得优化空间充足;重点关注枢纽站的到达客流分布有利于提高城轨接驳服务水平,但会牺牲普通车站的旅客出行效率,从而对全线旅客服务水平产生影响。在实际运营中,应结合不同场景正确处理二者关系,实现城市轨道交通综合服务水平最优化。