市域快线作为联系城市中心区与外围新城组团的重要交通方式,在转变城市结构、带动沿线发展、方便居民通勤、出行等方面应发挥主导作用。北京、上海、广州等大城市随着中心城区地铁系统的建成和完善,市域快线建设将成为城市轨道交通发展的主战场。不同于地铁线路,市域快线有其独特的服务范围、功能定位及线路特征,其功能效果的充分发挥与其规划技术指标密切相关。本文在分析市域快线技术特点的基础上,以乘客出行时间和运营净效益两方面为目标,建立了市域快线线路长度、平均站间距、最高设计速度三个指标的耦合优化模型,构建了市域快线主要规划技术指标选择的定量化分析方法。其主要研究内容和成果如下:(1)在深入调研国内外市域快线发展、研究现状的基础上,明确了市域快线的定义和内涵;根据与城市中心区轨道交通线网衔接方式的不同将其分类,并结合巴黎、东京、纽约三座典型城市的线网结构进行说明;结合国内外市域快线实践情况,从功能定位、客流特征、技术标准、运营组织四个方面分析了市域快线的特点。(2)分析了线路长度、平均站间距、最高设计速度三个主要规划技术指标的影响因素及合理取值范围;在理论研究和对四种典型单指标确定方法分析的基础上,指出三指标之间存在的强耦合性,提出建立线路长度、平均站间距、最高设计速度耦合优化模型的必要性。(3)通过构建客流需求密度函数,以乘客出行时间最短和线路运营净效益最大化为目标,以线路长度、平均站间距、最高设计速度为决策变量,建立了多指标非线性耦合优化模型。该优化模型实现了三指标的耦合分析,同时克服了之前模型仅考虑步行接驳、未考虑客流分布形态、关键参数经验取值过多、优化目标单一等缺点。通过引入社会净效益和时间价值将双目标转化为单目标,利用遗传算法给出了模型的计算方法,并编程实现了求解。(4)以北京房山线为例,运用耦合优化模型进行计算与分析,得到房山线主要规划技术指标耦合最优解计算结果为:线路长度22.8km,平均站间距3.8km,最高设计速度120km/h。通过与房山线规划方案的对比分析,认为房山线的线路长度设置较为合理,但平均站间距与最高设计速度的选取相对保守,若采用耦合最优解,线路社会净效益每年将会提高约3144万元。此外,对优化计算结果从客流量和时间价值两方面进行了敏感性分析,结果表明,线路长度对以上两因素的敏感性相对较强,平均站间距的敏感性则较弱。本文建立的市域快线主要规划技术指标耦合优化模型,可用于线路规划阶段,计算确定在乘客出行时间和线路运营净效益双目标下,市域快线线路长度、平均站间距、最高设计速度的耦合最优解,为市域快线的规划设计提供一定的参考。