随着国民经济的发展和人民生活质量的提高,人们对交通运输企业的运营服务水平提出更高的要求。城市轨道交通作为一种方便快捷的交通工具成为人们的首要出行选择。列车运行图为全路组织列车运行提供基础,对于城市轨道交通列车运行效率起着极其重要的作用。合理的列车运行计划和高效便捷的列车运行调整方案是列车运行图系统的核心。本文在以往的研究成果的基础上,结合最优化理论和人工智能的相关理论知识,对城市轨道交通列车运行图系统进行了深入研究。具体研究内容包括以下几个方面：1.设计并实现了一套较为完整的列车运行图仿真系统。通过对列车运行图系统的功能需求和接口需求进行分析,总体设计了列车运行图仿真系统的系统结构、系统界面和系统接口,在此基础上,将系统分为运行图编制模块、运行图调整模块和系统其余模块一共三个部分进行详细设计。2.在运行图编制模块的设计中,首先对系统进行需求分析和总体设计,并建立了基于最优化理论的分块列车运行图编制模型。该模型属于多目标优化模型,它以乘客的出行成本最小和企业的运营利润最高作为优化目标。然后利用该模型实现了最优计划运行图的编制,同时实现了选择已有计划运行图和检测计划运行图子模块的设计。最后,通过实例验证了通过模型获得的计划运行图的最优性。3.在运行图调整模块的设计中,首先对系统进行需求分析和总体设计,并根据调整精度的不同建立了列车运行图的三种调整模型。三种调整模型是以总晚点时间最小、车站间隔时间偏差最小和乘客吸纳数最高作为优化目标的多目标优化模型。然后,设计了基于遗传算法的模型求解方法,并从算法的时效性角度进行模型的优化,引入了最优调整策略数据库的概念,提出了离线与在线调整相结合的优化模型。最后,利用该模型设计实现了列车运行图的最优调整,并通过实例验证了调整策略的最优性。4.在系统其余模块的设计中,主要设计和实现了系统初始化模块、运行图显示模块、运行图传送模块、运行图检测模块和数据库模块。