参考国际上较为通行的统计标准，将城市轨道交通分为地铁、轻轨和有轨电车三大类。同时，引入通勤铁路，以此对全球城市轨道交通运营现状进行更大尺度的分析，并对我国轨道交通的发展提供借鉴。截至2025年底，全球共有79个国家和地区的562座城市开通城市轨道交通，运营里程达到46528.95 km，其中地铁、轻轨和有轨电车的运营里程分别为22789.91 km、6469.95 km、17269.09 km，分别占总运营里程的48.98%、13.91%和37.11%。截至2025年底，中国（含港澳台）累计有65座城市开通运营轨道交通，里程达13796.06 km，其中中国内地运营里程13071.58 km，港澳台地区里程724.48 km。2024年，全球61个国家共190座城市累计运送地铁客流760.51亿人次，平均负荷强度0.99万人次/（d·km）。中国（含港澳台）地铁年客流量为335.41亿人次，占比44.10%。我国城市轨道交通持续稳步发展，线网规模和客流规模稳居全球第一。全球共有54个国家和地区的241座城市开通通勤铁路，总里程达70001.16 km，中国（含港澳台）共有31座城市开通通勤铁路，运营里程达4345.73 km，占比6.21%。可以预计，进入“十五五”规划期，我国轨道交通网络的在通勤铁路的总量和结构方面有进一步提升的空间。

2025年为“十四五”收官之年，至“十四五”期末，中国内地共有28个省级行政区的58座城市开通城轨交通，运营线路382条，运营线路总规模达13071.58 km，其中，地铁线路10007.06 km，占比76.56%。统计期末已开通全自动运营线路1976.41 km，占已投运线路总里程的15.12%。2025年当年共新增城轨交通运营线路55条（段），新投运线路总长度910.80 km，其中，新增地铁线路700.97 km，新增全自动运行线路491.99 km。预计“十五五”期间再新增城轨交通运营线路4000 km，至“十五五”期末，中国内地城轨交通运营里程有望达1.7万km。

现有研究大多忽视都市圈层面轨道交通同城化对三级医院可达性及其空间公平性的影响。针对此问题，引入两步移动搜索法和修正平均绝对偏差来分别评价可达性与空间公平性，构建现状与轨道交通同城化两个场景，以成都为例，系统分析都市圈三级医院可达性及其空间公平性的演变。研究发现：轨道交通同城化促进三级医院可达性的整体提升；随着轨道交通同城化的推进，可达性空间极化现象逐渐减弱，同时无法获得优质医疗服务的区域也在减少，但龙泉山脉东西两侧的可达性差异却愈发显著；轨道交通同城化缩小可达性的空间差异，促进空间公平。据此，提出促进成都都市圈三级医院均衡化与高水平协同发展的优化策略。

现有文献缺乏对四网融合理论层面，特别是内涵上的系统性梳理，针对此问题，首先，提出四网融合内涵主要包括多层次轨道交通划分和多层次轨道交通融合，二者相辅相成。多层次轨道交通划分的深层次要求为确保“四网”协同高效，其层级结构要有利于客流结构均衡发展的需求；多层次轨道交通融合发展的重点根据实施路径可细分为规划建设融合、运营服务融合和管理体制机制融合，进而实现时间融合、空间融合和功能融合；其次，在此基础上选取国内成都犀浦站同台换乘和重庆江跳线与地铁5号线跨线运营进行分析；再次，审视当前我国在推进四网融合过程中所面临的挑战，具体包括“四网”网络结构担当不合理、“四网”协同规划建设滞后、“四网”协同运营服务水平不足和“四网”协同体制机制不完善；最后从“四网”轨道交通服务分界、规划建设融合、运营服务融合和管理体制机制融合4个方面提出针对性策略建议，旨在为我国轨道交通四网融合的持续健康发展提供理论支撑与实践指导。

针对地铁车站地下空间日益复杂带来的突发事件疏散难题，在梳理国内外相关文献的基础上，首先分析不同类型地铁车站地下空间的疏散特性与共性，探讨灾害情境下的疏散场景、行人行为特征和疏散分析方法，并总结各类车站的疏散行为特征。其次，从实体实验、模拟实验到疏散仿真技术，深入剖析疏散实验的最新动态，包括主流模拟平台的核心算法、仿真流程及其局限性，归纳空间特征对仿真实验的影响和研究热点。最后，围绕疏散布局与路径优化，阐述相关方法论及应用实践。在此基础上，指出现有研究主要集中于理论模拟和定量分析，缺乏实地验证，制约实际应用效果，且在人群行为心理和社会动态等跨学科整合上有所欠缺，导致疏散策略在应急实践中存在局限性。为此，建议深化模型真实性，借助虚拟现实、大数据和人工智能技术，提高仿真精确性；加强心理学、社会学和安全工程等跨学科合作，全面分析不同类型地铁车站地下空间突发事件中的人群疏散行为，为后续研究提供理论支撑和实践参考。

为克服传统智慧车站单体化架构的局限，推动轨道交通向网络化、集约化运营转型，提出并验证一种基于线路级云平台的智能开关站云端部署范式。首先，构建分层解耦的智能开关站建设框架，重点关注系统架构的灵活性与可扩展性。选择长沙地铁6号线作为实证载体，详细描述如何利用线路级城轨云平台实现车站间跨业务协同与数据模型共享，具体包括数据传输协议的设计、平台架构的构建以及信息流的优化方案。通过云平台的部署，成功打通全线车站的业务数据链路，实现集中监控与智能调度。实践结果表明，该范式显著提升硬件资源的利用效率，降低运营成本和人力投入，并优化开关站业务流程，减少约80%的操作耗时，同时，系统还有效减少3至4名工作人员的人工干预，为轨道交通行业的数字化转型提供可复制、可推广的云化迁移路径，基于线路级云平台的基础设施，可以承载智能开关站的核心能力，实现从“平台搭建”到“业务落地”的一体化闭环。

针对城市物流需求激增与道路货运效率低下、环境压力大等问题，在剖析国内外典型案例的基础上，系统归纳捎带运输、客货混编及货运专列三类既有城市轨道交通货运模式，分析其在客货运营协同、设施兼容适配、货运需求匹配及安全管理4方面的核心问题，提出系统性的解决策略：构建“峰谷差异化”的时空资源配置机制以化解客货冲突，推行设施柔性化改造以提升兼容性，并依托智能调度与标准化载具优化运输组织，同时升级全链条安全管控体系。基于上述策略，进一步创新性地设计3种适配性运输组织方案：适用于轻小件的非高峰动态捎带模式、服务于枢纽间批量运输的弹性客货混编模式以及面向大宗货物的夜间专用货运廊道模式。研究为破解城市轨交货运发展瓶颈提供理论支撑，对提升物流效率、缓解交通拥堵、落实“双碳”目标具有重要实践意义。

针对城市轨道交通运营成网但与城市发展局部脱节、存在“两张皮”发展模式的问题，剖析北京市轨道交通站点“节点-场所”协同发展特征，为站城融合提供决策依据。基于节点-场所模型理论框架，采用多源大数据分析方法，构建包含交通功能（节点价值）与城市功能（场所价值）的评估体系。选取2023年底北京市轨道交通站点为研究对象，通过空间聚类划分为4类发展类型，并纵向对比2019年数据形成5类演变趋势模式。结果表明，全市站点整体呈现节点、场所价值平衡的发展特征，节点价值略高于场所价值，在全市层面应加强站城一体化开发。位于远郊线路的29座车站呈现场所价值持续恶化的发展趋势，与车站周边用地开发滞后密切相关，应加强引导和促进该类车站周边的用地开发建设。研究结果有助于形成针对不同站点发展问题的改善项目库，为实现站城融合做好支撑。后续研究将拓展动态监测维度，深化轨道交通与城市空间互动机制解析。

针对城市轨道交通换乘站高峰期客流组织复杂性提升与乘客路径选择行为决策机制尚不明确的现状，通过显示性偏好（RP）与陈述性偏好（SP）调查获取数据，运用有序Logit回归模型构建乘客对诱导信息信任程度的影响因素模型，并基于混合Logit回归模型解析乘客路径选择行为的关键影响因素。研究发现：乘客的性别、年龄及诱导信息偏好对其信任度具有显著影响；诱导信息的推荐强度与群体选择行为的从众效应，均对乘客路径决策产生正向促进作用。研究结论为理解复杂交通环境下乘客信息处理机制与行为决策模式提供新视角，可为优化轨道交通换乘站客流组织效率提供理论依据。

预测和控制盾构隧道掘进诱发的地表沉降，是地下空间开发的重要工程问题。随着人工智能技术的发展，机器学习算法在地表沉降预测与控制方面取得良好的应用效果。概述机器学习理论，围绕数据库搭建、数据预处理、模型选择与评估、基于沉降控制下的盾构施工参数优化这4个方面展开讨论，分析现有研究的不足之处。当前研究面临忽略地表构筑物荷载、交通流动及行人活动所带来的附加影响等问题，模型缺乏可解释性以及预测准确性与实用性之间的平衡。后续研究应聚焦于构建综合性测量与评估体系将地表建筑、交通及地面堆载的动态效应纳入沉降预测模型，同时加强模型的可解释性，推动实时监测数据与机器学习模型的动态更新，为盾构施工的安全控制提供更加科学的指导。

针对通过导流措施降低地铁车站引起的地下水位壅高的设计理论尚不完善问题，综合运用理论分析、物理模型试验等方法，研究岩溶区地下水流量求解、导流设计参数取值、水位壅高与水力梯度及导流通道面积之间的关系，并结合具体工程案例，运用数值模拟手段对导流设计方案进行效果验证。结果表明：地铁车站建成后，受车站阻隔作用，地下水径流路径增大，壅高产生，而采取导流措施后，径流路径缩短，壅高消散；水位壅高与水力梯度呈线性相关关系，随水力梯度的增大，壅高相应增大；渗透系数及水力梯度不变条件，水位壅高与导流通道面积占比呈指数下降关系，其临界阈值出现在导流通道面积占比约20%处，并据此建议导流设计参数优化系数取不小于0.2；采取卵砾石换填导流方案及管涵导流方案，均可使壅高水头基本回落至原始状态。数值模拟结果验证导流设计参数取值的正确性，导流设计参数取值方法可行，满足降低地下水位壅高的要求。

针对湿陷性黄土地区运营地铁隧道的病害特征及变形机理，通过对西安地铁9号线隧道开展长期变形监测与数值模拟，系统评估各区间安全状态并揭示危险区段的致灾机制。监测数据表明，研究线路隧道呈现以拱顶沉降为主导的拱顶下沉、结构扩张复合变形模式，其中Z5~Z6区间因病害程度严重被评定为高风险区段。数值模拟发现该深埋盾构隧道在拱顶上方浸水时呈现“横鸭蛋”型扩张变形，而拱底下方浸水时则引发整体沉降但结构扩张效应较弱。结合地质勘察与变形监测数据，结构扩张变形监测值与模拟工况2（地下水位抬升）中4~8 m浸水深度的预测值吻合度较高，证实拱底下老黄土浸水引发的压缩变形是该区段结构变形的主因。研究成果为湿陷性黄土地区轨道交通工程的安全运维提供理论支撑。

针对盾构隧道结构韧性评价不完善的问题，以盾构隧道结构的纵向相对差异沉降作为性能指标，将差异沉降的残余性能与正常性能的比值定义为韧性指标，提出一种严重扰动作用下盾构隧道结构的新型韧性评价模型。以上海市域线机场联络线新建盾构隧道下穿地铁15号线既有隧道的实际工程为背景，通过分析隧道变形随掘进距离和施工进度的变化规律，获得破坏阶段和恢复阶段内结构性能衰减特征，最后应用该模型对既有地铁隧道结构的韧性进行评价。结果表明：在新建隧道下穿施工后的前38 d内，既有隧道产生32.3%的性能损失；在注浆加固完成后，既有隧道的性能由0.677提升至0.868，其恢复量约占下穿期间性能损失的59.1%。隧道结构韧性指标的计算结果为0.764，说明案例中既有地铁隧道具备较高的韧性水平；此外，通过讨论隧道结构纵向沉降的其他性能指标，验证所提性能指标的合理性与适用性。

随着城市轨道交通服役年限的增长，地铁隧道衬砌壁后稳定性每况愈下，针对衬砌壁后空洞检测难的问题，冲击回波法被开发作为检测此类病害的新手段，其中有效提取检测数据复杂信号中的回波振荡特征成为检测壁后空洞的关键。依托“管片-围岩”足尺模型壁后空洞检测试验，提出基于Butterworth带通滤波的信号粗筛策略联合基于Daubechies8小波变换的局部噪声平滑的去噪方法。该方法使用4阶带通滤波，设置1和50 kHz的高、低频截止频率，有效抑制频段外的信号及噪声；基于改进的自适应阈值法的小波变换平滑信号尖刺，精细化去除频段内的残余噪声。结果表明，试验数据的二维时频图经该方法去噪后，在频域上抑制高频尖峰，去除低频离散噪声，通带内的回波信号得到平滑处理；在时域上保留回波信号的分布特征，减少噪声干扰。所提联合去噪法显著改善回波信号振荡特征的提取效果，为冲击回波法检测地铁隧道衬砌壁后空洞提供前期研究基础。

为研究市域铁路车辆状态对轮轨系统振动的影响，建立车辆-轨道-隧道垂向耦合动力学模型，分析行车速度、列车载客量、轮对质量和车轮多边形对车辆、轨道和隧道振动响应的影响机制。研究结果表明：随着列车运行速度由100 km/h提升至160 km/h，隧道振动源强相应从68.05 dB上升至72.06 dB；随着列车载客量的增加，车辆垂向平稳性指标逐渐减小，轮轨垂向力、钢轨垂向位移、钢轨垂向加速度、钢轨最大Z振级和隧道垂向位移逐渐增加，隧道的垂向加速度和最大Z振级基本保持不变；列车载客量主要影响10 Hz以下频率范围内的隧道振动响应，在10 Hz以上频率范围内，隧道振动响应主要由轮轨不平顺控制，导致空载、满载和超载3种工况下隧道加速度级无显著差异；增加轮对质量会导致钢轨和隧道的最大Z振级增加；在车辆的日常养护维修过程中，要避免车轮多边形激励频率与轮轨系统P2共振频率出现重合现象。

针对城市轨道交通制动能量回馈装置故障样本少、失效模式不明确、可靠性表现手段不足带来的一系列瓶颈和挑战，为更加有效地分析设备可靠性，通过收集整理制动能量回馈装置故障事件相关数据，建立制动能量回馈装置故障树模型，并探索使用高斯核函数估计（KDE），得到拟合后的故障概率分布函数，创新性的构建一套针对制动能量回馈装置的可靠性建模与分析方法，将离散的总体平均无故障运行时间（MTBF）月度数据转化为平滑的概率密度函数曲线，有效缩小可靠性估计的波动范围，并计算出置信区间为95%的核心MTBF值域，显著提升对该类设备故障数据及其分布认知的直观性和科学性，用于辅助精确制定计划性维修的最佳时间节点，实现动态化维修，并辅助未来的设备选型与全生命周期管理决策。

针对光储一体化设备接入城市轨道交通后，光伏消纳水平评估困难、储能配置与全生命周期收益最大化适配性不足的核心问题，首先通过仿真模拟牵引负荷的动态波动特性与光伏发电全年逐时功率特性，进而构建考虑光伏特性、储能运行策略以及全生命周期收益的多维度数学模型，系统剖析全年光伏消纳水平，储能容量的最优配置以及储能充放电策略设计，提出一种计及峰谷电价的城轨光储一体化设备优化配置方案。研究结果表明，光伏消纳水平需结合全年时段的光伏发电特性及负荷变化规律进行分析；储能容量的选择需结合光伏消纳率、投资回收期和年均收益，在提升光伏消纳率的同时，取得最小的静态投资回收期，实现全生命周期内的盈利；储能充放电策略的设计需要充分考虑全年时段峰谷电价的差异，最大化利用峰谷价差提升收益。该研究方法可为城市轨道交通光储一体化工程项目的科学规划与落地实施提供参考。

针对现有的地铁保护区监管模式实时性差、精准性不足等问题，将视频监控与图像识别、边缘计算等结合研发地铁保护区智能巡检系统。首先由边缘计算终端和监控摄像头构建地铁保护区巡检边缘计算系统，降低对云服务器的依赖；其次选择YOLOv8l作为智能巡检系统的图像识别算法并部署于边缘计算终端；最后基于B/S模式研发巡检云平台，进行巡检设备管理、应急管理以及运营管理。利用所采集的不同情况下的约10万张的6类风险源机械数据集，通过训练和测试使模型能够在白天和夜晚的识别率都保持在90%以上。在广州地铁5号线沿线实际测试结果显示，系统总体识别率达到85.42%，表明地铁保护区视频智能巡检系统具有巨大潜力，对于保障城市轨道交通的可持续发展具有重要现实意义。

针对轨道交通运营线路运营期防洪安全评估问题，以南京地铁运营线路为例，对运营线路5类场所（地铁车站、车辆基地、变电所、区间风井、车辆出入隧道洞口）构建轨道交通运营线路运营期防汛安全评估关键技术体系，主要包括划分防汛分区、分析致灾因素、建立风险评估矩阵、提出防汛风险防控措施。基于构建的关键技术体系，将南京地铁运营线路划分为34个1级分区、47个2级分区；轨道交通运营线路面临的致灾因素分为外洪、内涝、山洪、片区排水、出入口设置高度、挡排水设施6个方面；根据防汛风险评估判定成果，南京地铁运营线路共有重大风险点位21个、较大风险点位112个、一般风险点位201个、较小风险点位61个，重大风险点位主要集中在1号线、2号线、3号线及10号线；针对不同风险等级和点位类型，提出对应的风险防控措施。研究成果以期为保证城市轨道交通运营线路防汛安全提供理论指导。

轨道交通疏散平台的螺栓因隐蔽性强而难以通过人工巡检全面检测，易出现松动或脱落隐患，影响运行安全，提出一种融合机器视觉与激光扫描的智能巡检系统，旨在实现螺栓缺陷与侵限趋势的精准检测。采用双轨式自走行机器人作为载体，集成高清相机与激光雷达，通过图像识别与点云处理技术完成全方位检测。首先利用高清图像采集结合自适应灰度增强算法（ACE）提升图像质量，采用改进的YOLO11和Mask R-CNN进行小目标检测与分割，实现对螺栓缺失、螺帽松动与露头不足的自动识别，准确率达94.4%；其次，通过激光点云建模与向量叉积算法，实现2 cm精度的侵限趋势预警。现场测试表明，该系统在杭海城际铁路的高架与隧道场景下，螺栓缺陷识别F1-score达92.6%，侵限检测误报率为0%，显著提升巡检效率，为轨道交通设施智能运维提供技术支撑。