近年来,随着城市发展规模不断扩大,汽车保有量持续增长,城市人口不断增加,客流需求旺盛,常规地面公共交通系统已经无法满足客流出行需求。客运量大、运行速度高、行车延误少、环保是城市轨道交通的特点。大力发展建设轨道交通成为我国各大城市公共交通中解决交通问题的有效手段之一。因此,针对轨道交通客流波动特征,科学、合理地制定列车交路组织方案对促进运力与乘客需求的匹配、减少列车运用数量、保证不同客流区段内城市轨道交通列车合理负荷具有重要作用。首先,本文从城市轨道交通客流出发,分析了影响客流规模大小的主要因素;阐述了客流在时间和空间上分布的不均衡性,提出了衡量客流不均衡程度指标的计算方法;根据客流的不均衡特性提出了城市轨道交通行车组织策略,通过对比分析,论证了采用优化列车交路方案的行车策略是在客流波动情况下改变轨道交通服务水平最为经济、可行的方法之一。其次,本文从城市轨道交通列车交路的基础理论出发,阐述了不同交路形式的优缺点、客流适应性;分别从乘客、交通设施以及运营组织三方面分析了列车交路方案制定的主要影响因素;根据列车交路方案的制定原则归纳了列车交路方案的制定步骤。再者,本文兼顾乘客出行成本与运营企业成本,构建了以乘客候车时间最小、企业运营成本最低为目标的城市轨道交通列车交路方案优化模型;根据模型特点,运用遗传算法基础理论,设计了适用于该模型的计算方法;分别从乘客角度、运营企业角度和运营效率角度选取评价指标。最后,本文以重庆轨道交通6号线为案例,根据断面客流数据分析了该线路高峰小时客流波动情况;利用MATLAB软件编程计算出模型结果,对比分析了优化方案与6号线目前正在运行的交路方案、单一交路方案的评价指标,验证了模型的有效性。本文对城市轨道交通列车运营组织相关问题进行了研究,所得到的客流波动下列车交路方案优化模型能够在不增加运营企业成本的情况下,有效缩减乘客候车时间,为完善城市轨道运营组织规划理论与方法奠定了一定基础。