前言
随着城市化进程的快速推进及人口的急剧膨胀，城市交通拥堵问题日益严重。城市轨道交通以其大运量、高效率、低能耗、高环保的独特优势，成为各大城市解决城市交通拥堵问题的首选方案。近年来，在各地政府的大力支持下，我国城市轨道交通建设已取得显著成果，但服务水平仍需进一步提升。
为提升城市轨道交通服务水平，本书总结了影响城市轨道交通列车开行方案编制的各项因素，给出了城市轨道交通列车开行方案的编制框架；并分别以城市轨道交通单条运营线路及整个路网为研究对象，以行车条件、运力资源配置、城市的发展等为约束条件，提出了考虑乘客出行效率的城市轨道交通列车开行方案优化方法；最后，围绕城市轨道交通客货协同方案设计及优化进行了研究展望。本书的主要研究内容及结论如下。
（1）结合既有研究成果，从城市的发展、乘客出行需求、行车条件和运力资源配置四个方面出发，系统性分析了影响城市轨道交通列车开行方案编制的各项因素，并以此为基础，构建出了城市轨道交通列车开行方案的编制框架。
（2）以单条城市轨道交通线路为研究对象，在分析城市轨道交通客流时变特性的基础上，以始发站列车发车时刻为变量，以站台容量、列车容量、发车间隔、首末班车发车时刻、备用车底数等为约束条件，以乘客与运营企业综合费用最小为优化目标，构建了城市轨道交通列车时刻表优化模型。根据模型特点，设计了基于仿真的两阶段遗传算法。在仿真过程中，将站台容量及列车容量设定为强约束条件，并假定所有乘客遵循先到先服务的原则进站及乘车，其具体出行过程可以描述为到站排队进站到达车站站台排队候车上车下车出站。算例结果显示，当优化时间间隔=5s、10s和30s时，优化模型得到的系统综合费用相较于均衡开行方案分别降低了1003%、960%和804%。
（3）以高峰期单条城市轨道交通线路为研究对象，给出了高峰期乘客出行总费用的计算方法，并在分析列车开行方案对乘客出发时间选择行为影响的基础上，以列车在始发站的发车时间为决策变量，提出了城市轨道交通列车时刻表双层规划模型及求解算法。算例结果表明，该优化模型能够较好描述乘客出发时间选择行为与列车开行方案之间的关系，并能够有效平衡乘客及运营单位之间的利益。
（4）以非连通型城市轨道交通网络为研究对象，根据城市轨道交通网络周期性运行的特点，给出了一个计算周期内城市轨道交通网络运营费用及乘客出行费用的计算方法。在此基础上，以各运营线路发车间隔及发车时间相位差为决策变量，以乘客及运营企业综合费用最小为优化目标，以列车发车间隔、列车容量、站台容量、运营补贴等为约束，建立了城市轨道交通网络化列车开行方案优化模型。根据模型特点，提出了一种基于模拟仿真的遗传算法，对模型进行求解。算例结果显示，与既有优化模型相比，本书提出的优化模型具有较强的优越性，且各项服务指标（如站台最高容客率、列车最大载客率等）均在安全范围之内。
（5）针对客货混运的城市轨道交通系统，围绕客货协同方案设计及优化需解决的问题，对国内外相关研究进行了系统综述与展望，旨在为后续研究提供思路借鉴。
本书适合物流管理、供应链管理、交通运输规划与管理、运筹学、系统科学与工程等专业领域的高年级本科生、研究生，以及相关专业工程师和教师阅读参考。
本书为北京工商大学商科数字化转型成果，本书的写作和出版得到了北京市教育委员会科研计划项目（SM202410011001）、北京工商大学本科生教学业务费（60600101002）的资助和支持，特此表示感谢！本书在写作过程中，广泛参考了国内外专家学者的研究成果，在此向他们表示感谢！
最后，鉴于作者在科研领域探索尚浅，书中难免存在论述不够严谨之处和值得进一步探讨的观点，恳请读者不吝赐教、批评指正。
朱宇婷
2025年1月
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