近年来,城市轨道交通以其运输效率高、安全环保等优势成为了我国解决城市拥堵问题的重要发展方向。但在其快速发展的同时,安全运营也面临着新的挑战。为了保证现有城市轨道交通的安全运营及远期城市轨道交通线网的科学规划,管理者和规划者必须了解现有网络的脆弱性水平,才能找到降低网络脆弱性的方法。本文首先从网络物理结构和运行状态两个角度将城市轨道交通网络脆弱性分为静态脆弱性和动态脆弱性。复杂网络理论为城市轨道交通网络脆弱性的研究提供了全新的方法论,本文将城市轨道交通网络作为复杂网络对其静态和动态脆弱性展开了研究。对于静态脆弱性的研究,以Space L法作为网络模型构建方法,选取了网络效率相对值和最大连通子图相对值作为城市轨道交通网络静态脆弱性的评估指标,在此基础上,设计了随机攻击和蓄意攻击两种网络攻击策略的仿真系统。对于动态脆弱性的研究,本文基于复杂网络理论中的“度”以及“介数”的概念引入了“节点流量度”、“节点流量介数”、“边流量介数”构建了网络单元动态脆弱性识别指标,并提出了网络单元失效影响评价指标用以检验该动态脆弱性识别指标的准确性。在此基础上,构建了以Visum宏观交通分析软件为实现工具的动态脆弱性评估及验证模型并对模型中存在的关键问题给出了合理的解决方案。最后,本文以上海市地铁网络为例,对其分别进行了静态和动态脆弱性评估。在静态脆弱性评估中,首先,基于常用复杂网络统计指标分析了网络的复杂拓扑特性并得出结论:上海市地铁网络是无标度网络也是小世界网络。其次,对于上海市地铁网络进行失效仿真实验,结果表明:节点度优先攻击下的脆弱性>节点介数优先攻击下的脆弱性>随机攻击下的脆弱性。最后,基于网络效率损失值对网络中的单个节点和边进行失效仿真后识别了网络中的关键站点和关键路段。在动态脆弱性评估中,对于上海市地铁网络流量分配后,计算了网络单元动态脆弱性识别指标,随后通过抽样的方式进行网络单元失效仿真实验计算出网络单元失效影响评价指标并用其验证了动态脆弱性识别指标的准确性及有效性。在实现了上述静动态两个脆弱性评估模型的基础上,本文将上海地铁网络的静态脆弱性与动态脆弱性分析结果进行了对比并提出了降低网络脆弱性的建议。