近年来,随着城市化进程的加快,交通拥堵日益严重。城市交通问题大大影响了城市的经济建设和社会发展的运行效率,给人们的生活和工作带来了极大的不便和损害。在交通资源有限的情况下,对城市公交网络进行分析和优化是最大限度地提高现有交通资源的利用效率,缓解城市交通拥堵状况的必经之路。而城市公交网络是一个典型的、开放的复杂巨系统。本文运用复杂网络理论,对南昌市公交网络拓扑结构进行实证研究,并进一步优化和改善城市公交网络。本文首先选取了公交线路和公交站点的评价指标,对南昌市公交网络进行了现状评价,结果表明,南昌市公交网络存在平均线路长度偏大、线路网密度偏低、重复系数整体不均衡、部分线路直线系数较大等性质,不能充分满足居民出行的需求。因而,存在进一步优化的可能。然后,选取南昌市区现有的114条公交线路,构建了南昌市公交网C-space、L-space和P-space三种网络模型,实证研究表明,南昌市C-space网络和P-space网络具有小世界网络特性,但C-space网络不具有指数性或幂律性,而P-space网络具有指数性质；L-space网络不具有小世界网络特性,但具有无标度网络性质。最后,对南昌市公交L-space网络进行优化。通过三种网络模型的鲁棒性分析,验证了L-space网络对随机故障稳健,对蓄意攻击脆弱的性质。接着分析了南昌市公交网络的有效性,表明南昌市公交网络的效率较低。结合公交网络的优化目标,建立起具有明显模块结构的公交网络结构。结论表明,通过线路调整和优化,可以使得线路平均长度变小,线网密度变大,重复系数和非直线系数都基本达到《城市道路交通规划设计规范》的要求,网络直径和特征路径长度也变得相对较小。因此,优化后的公交网络更满足城市居民的出行需求。