城市轨道交通以其便捷、快速、准点等特性吸引着大量客流,逐渐成为城市公共交通的骨干。早晚通勤高峰时段客流量剧增,常出现车站客流积聚、线路运力紧张的情况,而客流拥挤将随列车运行从一个车站传播扩散至邻近区域甚至更大范围,为轨道交通系统带来运营安全隐患。本文以高峰时段城市轨道交通网络客流状态为研究对象,通过递推模型描述客流拥挤在网络中的传播扩散过程,以把握网络客流状态的演化情况,为运营企业在线网层面的客流组织工作从理论上提供决策支持,为降低高峰时段运营安全风险服务。本文主要进行了如下研究工作:(1)定义了发生于常态化通勤高峰的高峰大客流,它实际上是一种客流拥挤的状态而非客流量值。在分析高峰大客流成因的基础上总结了其在网络化运营条件下的特征,表现为时间性、扩散性及固定性。(2)引入断面流量构建轨道交通出行网络,提出客流度及优化最短距离以分析其高峰时段的统计特征。对某工作日早高峰北京市局部出行网络的特征分析表明,相比节点度,客流度对车站重要性能够进行更准确的识别;优化最短路径具有唯一性,其标准化平均长度大于原平均最短距离,符合高峰时段出行特征。(3)基于元胞自动机框架并融合SIS病毒传播模型和网络传播动力学理论,建立了城市轨道交通网络客流状态递推模型。将预处理后的客流数据作为初始时刻的参数输入模型,能够推算任意时刻网络中所有车站的客流状态。为了对高峰大客流带来的隐患进行识别与分析,提出了3项网络客流状态评价指标,其中,网络通行能力能够反映线路区间的客流状态。对某工作日早高峰北京市局部网络进行了仿真实验,能够在一定程度上反映典型时刻网络客流的真实状态,据此验证了模型的有效性。(4)提出了两种城市轨道交通高峰大客流控制方法,并分别以之对递推模型的输入进行预处理。对比分析采用不同方法后网络客流状态指标,结果表明限流对高峰大客流在网络中传播扩散的抑制效果好于缩减线路发车间隔。图54幅,表37个,参考文献75篇。