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基于我国地铁建设现状，分析了地铁线路选择的步骤、方法、考虑的因素，探讨在山地地形条件下地铁线路方案的选择。针对地铁路线方案选择综合评价的多目标、多层次等特点，采用AHP选择出主要影响因素；针对评价过程中评价信息的不确定性和不完全性，将灰色系统理论与传统的综合评价法相结合，并改进了传统的灰色关联分析的不足，引入综合评分方法，提出基于多层次灰色理论的综合评价模型，根据综合评价值判断最优方案。选择我国西部某山地城市地铁线路的选择进行实证研究。实例证明该评价方法能准确反映各个路线方案的优劣，对于线网合理规模的确定、线网空间形态与构架以及地铁线网与城市其它交通方式衔接等问题具有一定的指导作用，对后续地铁建设具有参考作用。