近年来,城市轨道交通由于其运送量大、运输效率高、占地面积少、能源消耗低、环境污染轻、准时可靠、安全舒适等优点而成为城市公共交通的重要手段。城市轨道交通在缓解城市交通压力的同时,也面临很多问题,其中城市轨道交通的换乘效率和应急疏散得到了广泛的关注,成为研究热点。地铁换乘站作为城市轨道交通网络中承担客流集散功能的重要节点,往往由于客流量大、结构复杂、管理方案不合理等原因造成换乘效率低下。合理配置列车时刻表来减少换乘时间提高换乘效率对换乘站的优化具有重要意义。同样,由于地铁封闭的特点,疏散时间往往决定了突发事件是否会转变为严重灾难。因此,对城市轨道交通的换乘时间优化和疏散时间相关问题的研究具有重要意义。本文主要内容如下：首先本文给出了地铁换乘时间的定义和计算方法,提出人工地铁换乘系统框架,然后基于ACP方法构建了人工地铁换乘系统。在人工地铁换乘系统的基础上,论文设计并进行了对换乘时间的计算实验,验证了调整线路间列车到达间隔对换乘时间的优化可行性。进一步分析评估了行人速度和客流量对优化效果的影响,分析了最优线路间发车间隔随行人速度和客流量的变化趋势,得出了相应的结论。然后在对地铁换乘时间优化研究的基础上,本文进一步研究了线路间列车到达间隔优化在站内及线网进行协调的问题,通过计算实验分析了站内存在制约关系的换乘方向客流变化对换乘时间优化可行性及效果的重要作用,得出了在有制约关系的换乘方向进行优化时必须考虑综合两个方向的平均换乘时间的结论。讨论了不同换乘方式的优化效果差异,分析了同线路发车间隔的重要作用及网络协调的可行性。最后基于ACP方法构建了人工地铁应急疏散系统,并介绍了人工系统的建立流程、功能模块、系统界面。在人工地铁站应急疏散系统的基础上,设计了针对地铁站发生爆炸袭击的典型应急场景,通过计算实验获得了典型应急场景的疏散时间,国内外经验公式对疏散时间的计算,测试与验证了人工地铁应急疏散系统的性能。