城市轨道交通技术经济优势明显,能缓解城市拥堵问题、优化空间结构和促进城市化进程的加快。但随着投资需求的急剧增大,目前城市轨道交通投资领域普遍面临融资困难、运营亏损、效益低下的局面。基于这种现状,部分城市开始寻求多种投资主体和投资渠道的融资模式,PPP模式应运而生,针对城市基础设施的建设和运营,能有效的缓解政府财政资金压力,提供更多公共产品。城市轨道交通PPP项目投资涉及到资金、技术、政治等多个角度,影响因素复杂且繁多,所以,在进行项目的投资建设前,应该对其进行正确的投资决策分析,准确地研究和评估项目的投资价值、盈利能力和投资者盈利性,帮助投资者做出科学决策,避免因盲目进行投资而造成资源和利益的损失。论文运用系统动力学、现金流折现法和实物期权理论并以西安地铁9号线作为实证研究对象,对城市轨道交通PPP项目的投资决策问题进行分析。本文首先分析了我国轨道交通的发展现状、投融资现状和国内外投资决策现状,指出现有投资决策方法的不足;通过对PPP模式和城市轨道交通相关理论的分析,表明了在现阶段我国城市轨道交通建设过程中引入PPP模式的迫切性和可行性;其次通过对投资决策方法的学习,发现传统现金流折现法虽然直观易懂,但其忽视了项目中的不确定性和管理弹性所带来的投资价值,而实物期权法是对传统投资评价方法的补充,能很好地计算项目的管理弹性价值,最终选择实物期权扩展下的NPV框架作为投资决策方法,认为项目的投资价值是传统净现值与实物期权价值的总和;再次通过系统动力学方法构建了城市轨道交通PPP项目投资决策仿真模型,并将其划分为筹资投资、成本、收入、利润、现金流量、投资评价和实物期权七个子系统,根据各子系统内部和各子系统之间的因果关系,综合考察整个投资决策系统的运行机制;然后对已建立的投资决策模型进行实证分析,表明该模型具有一定的合理性和科学性,通过分析ROI、ROE、ROA、ICR、DSCR、内部收益率、净现值、动态投资回收期和投资价值等指标数据,得出理论上项目经济是可行的,选择延迟投资能使私人投资者获得更大的价值;最后结合现阶段城市轨道交通的行业背景,想要提高项目的投资价值,建议通过提高项目投资决策效率及准确性、严格控制建设及运营成本、提高运营服务水平、拓展综合开发程度以及设置适当的票价调整机制来实现。本文为城市轨道交通PPP项目投资决策研究提供了一种新的方法和思路。