经过30多年的改革开放,我国经济社会面貌发生了翻天覆地的巨大变化。经济发展成绩斐然,交通发展则更加超前,取得的成绩也非常靓丽喜人。即便如此,城市交通现状仍然远远落后于现实的需要,尤其是在城市交通路网规划和建设等方面。伴随着经济的腾飞,城市建设也不断加速,城市规模不断扩大,越来越多的人口大量向城市聚集,机动车辆的数量成倍的增长,交通拥堵问题、环境污染问题和能耗高企问题等城市病症变得异常严峻。城市轨道交通因为运载量大、能源消耗较低、运输效率较高、环境友好等特有优势,已经成为解决国内城市交通出行问题的重要手段和今后城市的公共交通问题的主要发展方向。本文首先分析已有城市轨道交通列车交路方案及其特点,在此基础上,重点探讨城市的轨道交通的列车大小交路模式的列车开行方案中,乘客出行的时间成本和交通运输企业的营运成本的计算方法。在分析乘客出行成本时,不仅考虑了乘客在站台的平均候车时间,而且对于上行和下行的客流均从乘客的出发站和终到站来对客流进行分类,详细研究了不同类别乘客的乘车时间和在旅途中列车的停站等候时间,并以此为基础来计算乘客的时间成本。在分析企业营运成本时,主要考察车辆的购置费用和列车的使用费用。在仔细研究了乘客的出行时间成本和城市轨道交通运输企业的营运成本后,建立以上述成本最小化为目标,以线路通行能力、出行乘客需求量等为约束条件的模型,以求得城市轨道交通列车大小交路的优化方案,以及更好的列车开行方案。由于模型为非线性模型,且属于混合整数规划,目标多元,求解比较困难。为更便于模型求解,本文采用乘客利益关注度加权法,将原模型的多元目标转化为单目标,并采用合适算法,借助相关软件进行求解。经算例验证,模型有效。在算例验证基础上,本文还对对折返站和小交路区段客流比例及乘客利益关注度等因素进行灵敏度分析。研究发现小交路折返站的选取对成本影响非常明显,小交路区段客流比例越高,大小交路方案越有利于减少乘客出行时间成本和营运企业的运行成本;企业越关注乘客的利益,企业营运成本越高,但两者并非简单线性关系。本文应用上述研究结论,探讨了重庆轻轨1号线初期、目前和远期大小交路方案的优化情况。