随着社会经济的发展,城市化进程不断加快,城市规模不断扩大,人们频繁的日常活动对城市公共交通体系发展提出了新要求。城市轨道交通体系作为城市公共交通体系的核心力量,是解决区域间的大规模客流出行需求的重要工具。近年来,城市轨道交通发展被推上新台阶。在城市大规模、高品质出行需求的催生下,绝大多数城市在扩张城市轨道交通网络的同时,也极力探索高效率的组织运营模式,力求开辟一条绿色高效的城市轨道交通体系发展道路,为城市健康发展提供有力支撑。一般而言,一套完整的运营模式的形成,需首要满足既有客流需求,通过研究确定出合理的列车开行方案,并按照开行方案合理设定列车车底运用计划。作为城市轨道交通体系的重要组成部分,列车车底运用是影响整体运营效率的重要因素。在不同路网规模和客流需求的条件之下,以图定车次为基础优化列车车底运用,不仅方法手段多样丰富,对提升运营综合效益产生的价值也难以估量。因此,本文针对列车车底运用这一热点研究问题,以网络化运营模式为研究基础,以列车车底与车辆段的权属关系为着眼点,尝试构建基于时空网络的列车车底运用优化模型,以期丰富列车车底运用优化方法体系。本文从分析城市轨道交通的发展出发,探讨了网络化运营模式的形成及意义,以优化城市轨道交通运营为目的,研究列车车底运用在该体系下的相关因素。以列车车底与车辆段的权属关系为着眼点,分析了不固定车辆段模式下列车车底运用的特点,并对列车车底运用计划的相关影响因素进行了梳理分析,明确了各类要素的基本功能和作用。以网络化运营为基础,结合时空网络理论,从运营方角度出发,构建以运营总成本最小为优化目标的列车车底运用模型,并基于车底与车辆段权属关系的不确定性进行拓展分析,进一步研究列车车底运用优化的方法。同时,比较分析了两种模式下模型的基本特点,结合时空网络理论与列车车底运用模型的性质和特征,选取了拉格朗日算法作为求解算法,分别对两个模型进行求解。此外,考虑运营实际情况,结合城市轨道交通系统、客流系统、外界环境系统三者基本功能及相互作用的角度梳理了轨道交通运营的扰动因素,分析运营组织过程中时间延误的起因及影响,并基于时间延误构建了列车车底运用计划调整模型,提出了从动态视角对列车车底运用计划进行调整以消除时间延误的方法,为实际运营组织提供参考。最后,以某城市的一段网络化运营线路为基础构建了案例进行分析,探究了该路网条件下列车车底与车辆段权属关系确定和不确定两种模式的优化效果,以及基于时间延误的列车车底运用调整,比较分析了两种模式在提升运营综合效益上能带来的价值,为优化城市轨道交通运营模式提供发展方向。