中国当前正处于城镇化快速发展阶段。在这一过程中,城市轨道交通以运量大、快速、安全、准点、环保、节能等优点被认为是从根本上解决大中城市的交通问题的途径。我国城市轨道交通的大规模建设特别是在越来越多的城市轨道交通线路成网趋势下,运输组织作为轨道交通运营管理中的重要组成部分,是提高城市轨道交通系统运营效益的有效途径。考虑网络结构复杂性的城市轨道交通运输组织理论研究,更是我国未来轨道交通网络系统运营管理迫在眉睫的难题。论文主要研究在城市轨道交通线路成网条件下,网络化客流分配与传播的规律以及与运输组织的交互影响。首先以中长期客流需求预测为基础,研究客流需求对运输组织的要求以及运输组织对客流产生及分布的反馈作用,提出了客流波动传播理论,分析其产生及发展机理。同时依据客流高峰传播的特征分析,构建了城市轨道交通客流高峰波动传播的理论模型。并通过对部分路段和全路段中断的案例演算,归纳了高峰客流波动传播的性质、波动传播的范围和影响持续的时间。用静态呈现与动态过程分别描述高峰客流传播的波动性规律。考虑客流波动的影响,基本依据轨道交通运输组织先后顺序,论文将列车服务网络设计问题归纳为“定线”、“定能”、“定站”、“定图”四个系列子系统,定线解决的问题对应城市轨道交通实际运营中列车交路方案,即确定列车开行的区段和折返车站。“定能”解决的问题对应城市轨道交通实际运营中列车选型、编组内容和列车开行频率。定站解决的问题对应城市轨道交通实际运营中列车停站模式。定图解决的问题对应城市轨道交通实际运营中运行图调整。分别针对以上各个子问题,以网络化城市轨道交通为骨架,以中长期客流需求预测为基础,构建了城市轨道交通列车开行“网络定线”、“网络定能”、“定站”的数学规划模型。对“网络定线”和“定站”两个非线性规划模型,通过线性化后能利用优化软件编程求解。“网络定能”则针对其双层复杂性,设计了嵌套式遗传算法求解。将模型和算法应用于重庆城市轨道交通线网,演算结果分析得出的结论与前文国内外运营现状定性比较分析的结果一致,即在一定客流条件和基础设施上,采用特殊运输组织方式能更好的适应客流需求的分布,引导客流在路网上的波动传播,进而提高整个城市轨道交通系统的运营效益。论文在城市轨道交通运输组织与客流需求之间交互影响的主体思想框架下,重点研究乘客在感知阻抗下的出行选择决策行为导致的客流波动传播对列车服务网络设计的影响及其反馈作用,并以此指导中长期列车运输组织计划的制定和优化。