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伴随着大城市轨道交通大规模网络化建设，线路之间的联系更加紧密，网络客流也随之快速增长，既有的设施规模不能满足客流需求的现象将更为突出，严重影响运营效率与服务质量。因此，秉持“平峰便捷、高峰安全”的理念，在提高车站集散能力、降低运营风险的基础上，开展基于客运组织的换乘站设计优化研究，重新对换乘设施规模特别是换乘站通道长度进行优化，对于优化换乘站设计，使换乘设施与客流需求更加匹配，从而进一步提高轨道交通的服务质量，都具有重要的理论和实际意义。论文主要研究工作如下：
(1)研究了换乘站设施能力系统建模方法。在对现有设施能力计算方法分析的基础上，总结了现有方法的不足，如设施能力算式中参数取值难以确定，能力计算仅考虑了单设施本身而未能系统考虑设施间的相互联系，未充分考虑设施运营中复杂的乘车环境及行人交通特性等。依据站内流线分析，采用排队论对设施能力进行了系统建模，考虑了站内行人特性以及设施间相互联系，对设施能力计算方法进行了改进，为设施规模的优化设计提供了理论参考。
(2)提出了换乘站设施服务水平优化分级方法。在分析现有设施服务水平分级方法的基础上，提出了针对轨道交通车站的设施服务水平分级方法，通过借鉴美国道路服务水平分级标准，结合实地采集的速度、密度、流量数据以及行人交通流理论，对单向/双向通道、上行/下行楼梯、双向楼梯、站台等进行了服务水平分级，为城市轨道交通设计规范中相关设施能力标准的完善打下基础。该方法具有直观、操作性强的优势，可为设施服务水平的研究提供理论参考。
(3)构建了基于服务水平分级的换乘站设施规模优化设计方法。通过对换乘站设施客流到达规律的分析，结合对设施能力的分析计算以及设施服务水平的分级结果，研究了广义换乘流线下乘客到达不同设施处的瞬时到达率，得到的设施规模能够较好满足平峰和高峰的客流需求，同时能够反映设计者对设施服务状态的预期，可为相关设计者提供辅助决策参考。
(4)开发了轨道交通换乘设施规模的计算软件。运用SQL和PB9.0软件进行开发，软件的主体功能实现了服务水平划分、设施计算、修改密码等系列功能，大大方便了设施规模的计算。
(5)完成了静安寺换乘站的仿真验证，对通道长度的设置给出了建设性意见。以通道长度的计算为例，分别输入平峰和高峰的客流，在B/D服务水平下进行计算，得到了高峰和平峰两个时段的计算结果，通过对比两者数值的差异性，因地制宜地选取长短通道组合方式，同时推广到多线换乘时，可以选择组合型、专用型、中转型等多种换乘通道形式。
最后，总结了本文的主要结论，指出了今后有待进一步研究的问题，包括在换乘设施能力等方面可进一步研究的方向。
(1)研究了换乘站设施能力系统建模方法。在对现有设施能力计算方法分析的基础上，总结了现有方法的不足，如设施能力算式中参数取值难以确定，能力计算仅考虑了单设施本身而未能系统考虑设施间的相互联系，未充分考虑设施运营中复杂的乘车环境及行人交通特性等。依据站内流线分析，采用排队论对设施能力进行了系统建模，考虑了站内行人特性以及设施间相互联系，对设施能力计算方法进行了改进，为设施规模的优化设计提供了理论参考。
(2)提出了换乘站设施服务水平优化分级方法。在分析现有设施服务水平分级方法的基础上，提出了针对轨道交通车站的设施服务水平分级方法，通过借鉴美国道路服务水平分级标准，结合实地采集的速度、密度、流量数据以及行人交通流理论，对单向/双向通道、上行/下行楼梯、双向楼梯、站台等进行了服务水平分级，为城市轨道交通设计规范中相关设施能力标准的完善打下基础。该方法具有直观、操作性强的优势，可为设施服务水平的研究提供理论参考。
(3)构建了基于服务水平分级的换乘站设施规模优化设计方法。通过对换乘站设施客流到达规律的分析，结合对设施能力的分析计算以及设施服务水平的分级结果，研究了广义换乘流线下乘客到达不同设施处的瞬时到达率，得到的设施规模能够较好满足平峰和高峰的客流需求，同时能够反映设计者对设施服务状态的预期，可为相关设计者提供辅助决策参考。
(4)开发了轨道交通换乘设施规模的计算软件。运用SQL和PB9.0软件进行开发，软件的主体功能实现了服务水平划分、设施计算、修改密码等系列功能，大大方便了设施规模的计算。
(5)完成了静安寺换乘站的仿真验证，对通道长度的设置给出了建设性意见。以通道长度的计算为例，分别输入平峰和高峰的客流，在B/D服务水平下进行计算，得到了高峰和平峰两个时段的计算结果，通过对比两者数值的差异性，因地制宜地选取长短通道组合方式，同时推广到多线换乘时，可以选择组合型、专用型、中转型等多种换乘通道形式。
最后，总结了本文的主要结论，指出了今后有待进一步研究的问题，包括在换乘设施能力等方面可进一步研究的方向。