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结合地铁车站乘客集散过程的特性，分析车站集散能力及影响因素；以单位时间内车站最大集散乘客数量和最小平均集散时间为目标函数，建立地铁车站集散能力优化模型；针对模型中目标函数难于使用解析方法求解的情况，构建基于排队理论的乘客车站集散过程仿真模型，并在原优化模型基础上提出车站集散能力仿真计算模型；考虑到仿真模型的效率，提出基于响应曲面法（RSM）的车站集散能力求解算法。以北京地铁2号线某站为例开展研究，计算分析不同仿真方案下车站集散能力和平均集散时间，验证模型及算法的有效性与实用性。