到2020年我国常住人口城镇化率将超过60%,近年来,我国出台了众多促进城市群建成相关政策。城市群是深入挖掘城市发展潜力、扩大城市发展空间的重要组织形式,有力地推动了城镇化进程。随着人们生活节奏的加快及高铁运营技术的提升,人们对国家级城市群的通勤时间将要求控制在0.5-2小时以内。以城际高铁为城市群主干交通网络,编制合理的列车开行方案,可以为城市群持久发展、城市群内居民便捷出行提供保障。基于列车服务网络的可达性,综合考虑通勤者的旅行时间和参与社会活动与获取社会价值的难易程度,以此为指标描述城市群居民乘坐城际高铁的出行阻抗更为符合实际。基于可达性制定列车开行方案可实现更全面的出行需求服务,体现城际高速铁路运输的服务质量。因此,本文提出融合区域可达性和列车开行成本的城际高速铁路网列车开行方案优化理论与方法。主要研究内容包括以下部分:(1)对城际高铁网络化中站点可达性及区域可达性量化分析:首先,对现有交通领域可达性概念及定义进行归纳分析。其次,对现有交通网络的可达性描述方法进行比选,列出针对城际高铁网站点可达性及区域可达性的计算式。最后,以京石高铁线为例,测算并分析不同列车开行方案下对涿州东站与北京西站站点可达性的影响。(2)构建基于区域可达性的城际高铁网列车开行方案优化非线性整数规划模型:考虑路网中乘客的换乘行为,确定乘客出行起点与目的地间的最短旅行时间。在已有网络化列车开行方案建模方法的基础上,创新性地以区域可达性最大化、列车运营成本最小化为目标函数,构建具有博弈关系的多目标优化模型。(3)算法设计及算例研究:对列车开行方案主干研究问题设计了和声搜索算法,对客流分配子研究问题设计了 k短路算法。以某一城市群的城际高铁网为算例,求得多目标与单目标条件下的最优列车开行频率、站点可达性、区域可达性、客流OD路径等结果,分别对目标函数不同时所得开行列车数、列车开行频率、站点服务频率进行对比分析。分析得出,优化后列车开行方案能够使区域可达性提升1.46,列车开行数量减少5列,并且缩短大站旅行时间,提升中小站点的服务频率。对改变线路途径站点服务地区GDP及人口对区域可达性影响进行分析,得出线路途经站点服务地区的社会经济要素提高,区域可达性会随着提高的结论。