作为城市居民最主要的出行方式之一,城市轨道交通承担了市内大量通勤客流的输送。对于连接市中心区和远郊地区的放射型城市轨道交通线路,“职住分离”现象常导致线路高峰时段内客流出行呈现明显的潮汐特性,线路上、下行方向客流呈现出明显的不均衡性。既有的列车成对运输组织模式不能很好的适用于上述客流特征,会导致主客流方向列车过度拥挤而非主客流方向运能浪费等问题。本论文首先阐述了列车不成对运输组织模式的内涵和实现方式,分析了不成对运输组织在不同类型城市轨道交通线路的适用性。随后介绍了列车不成对运行计划的编制过程及关键要素,并在此基础上构建了列车不成对运行计划优化模型,通过优化线路列车开行频率、运行图和车底运用计划,降低线路总滞留乘客数和车底总运行成本。最后以具备潮汐客流特征的上海某实际地铁线路为对象进行案例分析,验证了模型的有效性。本文主要工作及结论如下:（1）分析指出连接市中心和外围郊区的城市轨道交通线路常具有潮汐客流特征,即高峰时段一个方向乘客出行需求较大而另一方向客流较小。目前常用的列车成对开行模式易导致主客流方向运能不足而非主客流方向运能过剩等问题。对于线路两端均设有车辆基地的潮汐客流特征线路,提出可采用列车不成对运输组织模式,即在主客流方向开行单向列车的方式改变不同方向开行车次数量,调整线路列车运能分配方案以适应客流的方向分布特征。（2）以线路滞留乘客数最小和车底总运行成本最小为目标,以线路不同方向列车开行频率、各车次在首站的发车时刻和折返站不同车次的接续关系为决策变量,在满足线路行车条件和设备数量约束条件下,构建了列车不成对运行计划优化模型。并通过上层枚举列车不成对开行频率,中、下层采用遗传算法（GA）+YLMIP线性工具箱结合求解不成对运行图和车底运用计划的方式实现了模型求解。（3）以上海某具备潮汐客流特征的实际线路为对象进行实例分析,求解了该线路早高峰时段下的列车不成对运行计划,给出了线路上、下行方向列车的不成对开行频率、运行图和车底运用计划方案。与成对列车运行计划相比,采用本文模型求解的不成对运行方案可使线路高峰时段总滞留乘客数减少18789人次,线路车底总运行成本降低9.8%。