近年来,随着我国城市规模的不断扩大,城市轨道交通系统形成了连接中心城区与周边郊区的规划引导型线路,同时也产生了一种特殊的客流潮汐现象:早高峰进城方向客流量大且集中于某一区段,而出城方向客流量较少且相对平稳,晚高峰则反之;客流呈潮汐式分布,并具有一定的非均衡性。此时采用单一交路显然不能适应客流的潮汐分布特征,因此,可通过开行大小交路对现有运力在空间上进行合理调配,从而解决客流潮汐式分布的不均衡问题,更好地满足乘客出行需求,并实现挖潜增效的目的。因此,面对客流潮汐现象,如何制定科学合理的列车交路方案成为一个非常值得研究和探讨的问题,本文主要工作如下:(1)将城市轨道交通潮汐客流按乘客出行原因分为常态型和偶发型两类,并按不同线路类型分析了潮汐客流空间分布特征,提出以区段潮汐分布系数来定量描述客流空间分布的潮汐特征;针对潮汐客流的时空不均衡性,提出相应的行车组织方案,并阐述了开行大小交路适应潮汐客流空间不均衡性的可行性和有效性。(2)对比分析了不同交路形式的优缺点、适用的客流条件以及影响列车交路方案的主要因素,并从乘客、企业、系统运营效率三方面提出相应的评价指标,为下文建立列车大小交路方案优化模型及适用性分析提供了理论基础。(3)考虑到规划引导型线路的引导性并兼顾企业运营成本,构建了以企业储备运用车辆数为运力限制、以减少全线乘客出行时间为目标的列车大小交路方案优化模型,旨在给定运用车辆数量的条件下,通过合理分配现有运力来提高全线服务水平,减少过载区间数量,达到挖潜增效的目的。根据模型特点,利用遗传算法开发了列车交路方案生成与评价系统进行求解,并以A市某条城市轨道交通直径线为例,验证了模型的有效性。(4)将所得最优列车交路方案与单一交路对比表明:在运用相同数量的车底时,开行大小交路不但可以小幅度减少列车走行公里,优化了 0.71%,同时可使全线乘客总候车时间降低了 2.37%,并可有效提高了乘客上车率达3.8%及降低了最大断面满载率达11.77%。这充分表明在给定运用车辆数量时,开行大小交路可在不增加企业运营成本的情况下,有效提高全线服务水平、降低过载区间数量,并提升运能的储备量以满足客流增长对运能的需要,达到挖潜增效的目的。最后,通过对大小交路方案的设置要素进行灵敏度分析,得到直径线上适宜开行大小交路的临界潮汐客流条件,当小交路区段客流占比约为59%、线路潮汐分布系数约为2.5且错峰程度为线路全长的15%时,开行大小交路仍有利于乘客出行。