在我国城市化发展进程中,区域轨道交通系统一体化发展趋向日益明显,其中以市域铁路与城市轨道交通为典型代表。伴随着客流出行距离的延长、出行范围的扩张,市域铁路与城轨之间现有的换乘衔接模式已很难满足旅客对快速、便捷、舒适的直达运输服务的需求。贯通运营模式以直达、换乘少、快捷的优势成为市域铁路与城轨衔接的新方式。本文针对市域铁路与城市轨道交通贯通运营模式进行了有序的理论研究,主要研究内容如下:(1)对比分析了市域铁路与城轨的基本特征,总结二者的异同点,并深入阐释了贯通运营的内涵,为研究市域铁路与城轨贯通运营的实施条件提供理论基础。(2)总结了市域铁路与城轨实现贯通运营的客流判别条件;分析了双方贯通区段通过能力限制条件,并提出了降低通过能力损失的措施;结合技术制式、运输组织、运营管理及工程投资与效益面临的具体问题,提出了相应可行的实施方案。(3)分析了市域铁路与城轨贯通运营的列车开行方案影响因素,包括客流、线路能力、折返站能力、节点站布设、列车输送能力及运营管理水平等,为建立二者贯通运营列车开行方案数学模型提供理论支撑。(4)基于贯通运营列车开行方案的影响因素,针对市域铁路与城轨双向贯通运营模式,建立贯通运营开行方案的多目标非线性整数规划数学模型。本模型通过引入客流路径分配模型,以乘客出行时间成本和运输企业投资成本最小化为目标函数,综合考虑客流条件、线路通过能力、折返站能力等约束条件,设计遗传算法求解贯通列车运行交路范围和各交路列车开行频率。(5)结合重庆市域江跳线与轨道交通五号线的实例,分析了实现贯通运营的可行性,并将贯通运营方案与换乘方案进行对比,分析了贯通运营方案对乘客出行时间、运输企业成本及不同线路各区段通过能力的影响效果。