近年来,随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,城市群和都市经济圈的发展越来越迅速,城市群内各城市和地区的交流合作增多,使得城际客运交通需求也不断增大。城际铁路承担了城市群内主要中心城市之间和以大城市为中心的周边城市间居民的通勤、通商、通学等客流服务,成为当前城市群内部重要的交通方式。因此,分析城际铁路客流的特征及其时序规律,并对城际铁路线上的列车开行方案进行优化调整,以满足城际铁路旅客出行需求,达到提高城际铁路运营收益,吸引客流的目的。本文具体研究工作如下:首先对城际铁路“公交化”运营的情况和相关研究现状进行分析,在对比研究了多篇参考文献后,归纳既有研究的结论与可鉴之处,在此基础上对城际铁路列车公交化的开行方案进行理论研究,主要包括城际铁路列车开行方案的内容、制定原则、影响因素以及城际铁路开行公交化列车的开行条件等。接着进行了城际铁路列车公交化的开行方案的客流分析。主要是对城际铁路客流的特征及其分类、客流的时序规律和客流时段划分方法的分析研究。从周客流、节假日客流及日时段客流三个方面对城际铁路的客流时序规律进行分析,将K-means聚类算法作为城际铁路客流时段划分方法,来对城际铁路客流的高低峰情况进行划分。继而提出了城际铁路列车公交化的开行方案优化的数学模型,以开行频率、停站次数和区间通过能力为约束条件,构建以列车停站和开行频率为决策变量,铁路企业成本最小和旅客出行时间成本最小为目标函数的非线性规划模型,并对模拟退火算法加以改进后求解模型。最后利用昌九城际铁路的客流数据和线路参数进行实例分析,把理论研究应用到实例中。在运用SPSS软件对昌九城际铁路的客流时段的高低峰情况进行聚类后,运用MATLAB软件编写程序,把实际的客流数据及线路参数代入优化模型,进行开行方案的优化模型求解,验证了本文城际铁路列车公交化的开行方案优化模型的正确性和实用性,并将优化后的列车开行方案按照客流的高低峰情况,分配到各个客流时段,对优化后的开行方案做出进一步的调整。