市域轨道交通是在市域或者都市圈的行政管辖范围内,连接主城区和市域组团,串联沿线主要城镇及对外交通枢纽点的轨道交通线路。市域轨道交通线路的起讫点位置、线路长度、平均站间距、运行速度等技术指标对实现市域轨道交通的功能定位起着重要作用。起讫点位置的不同,将会导致线路长度的变化,在全程1h旅行时间目标值的约束下,列车运行速度越高,所允许的线路长度的最大值就越大,线路长度会对车站布设的数量产生影响;平均站间距的大小会受到列车运行效率的影响,并对车站布设的密度产生影响。为更好地实现市域轨道交通的功能定位,本文对市域轨道交通的线路及车站布设进行研究。本文首先分析了城市空间结构与市域轨道交通发展之间的关系,明确市域轨道交通的功能定位与服务特征。然后以实现市域轨道线路的功能定位为出发点,对市域轨道交通的线路及车站的基本技术特性进行了分析。其次,本文对市域轨道交通线路的主要技术指标进行了详细的分析:分析市域轨道线路起讫点位置与线路长度的关系,以综合效益值最大为目标建立了线路长度优化函数;考虑列车运行效率,以乘客出行时间最小为目标建立站间距优化函数;考虑沿线覆盖人口密度,建立了分层级的站点覆盖量函数;在以上分析的基础上,提出了车站布设的方法:在线位走向基本确定的前提下,根据站间距约束,采用画弧法进行车站布设方案的生成。然后,本文基于以上研究,提出了市域轨道交通车站的双层布设选址优化模型,上层模型以考虑站点覆盖量的长度可变的综合效益值最大为目标,下层函数以主城区内乘坐市域轨道交通的乘客的出行费用值最小为目标,分析该双层规划模型,上层模型实则是以线路长度优化模型变形而来,实质上是将连续型的线路长度转化为离散型的车站选址,探讨不同车站布设方案下的综合效益值差异;线路长度的变化,带来的直观影响就是线路与市区轨道线网的衔接模式的变化,下层模型实则是探讨市域轨道线路衔接模式的不同所带来的市内乘客出行费用差别。对双层规划模型运用模拟退火算法来寻求最优解。最后,以西安市轨道交通10号线主线为实例进行分析,验证本文研究的实用性与可行性。