随着我国城市化进程的加快,城市的规模越来越大,城市居民的生活水平有了很大的提高,城市交通出行需求在不断增加,城市居民的出行距离和出行时间也不断地增加,使得包括小汽车在内的快速交通方式需求也大大的增加,城市交通拥堵现象日益严重,机动车的尾气排放也越来越多。公共交通与私人小汽车相比,具有人均占用道路资源少、环境污染轻等优点,因此,优先发展公共交通已经成为城市可持续发展的基本理念之一。近年来,伴随着城市公共交通系统的建设,我国各大城市的公共交通基础设施得到了长足发展,城市公共交通逐渐成为城市客运交通的主体。对于大多数城市来说,城市常规公交仍然是城市公共交通系统的主体。发展城市常规公交系统已经成为我国大多数城市缓解目前城市交通问题、调整城市交通结构的主要途径。如何在有限的资源条件下提高城市常规公交系统的运行效率和服务水平,吸引更多的城市居民乘坐公交,从而减少机动化出行、缓解交通拥堵和环境污染,是实现灵活、有效和经济的城市公交系统与解决城市交通问题的关键。本文针对现有传统的常规公交线路运营的实际情况,考虑乘客的换乘出行需求弹性,把乘客的出行时间作为乘客出行模式选择的主要因素,构建城市公交线路运营的组合服务模式的优化模型并设计求解算法。论文主要的研究内容有以下几个方面:1.在分析城市公交车辆运营要素及服务模式的基础上,基于效用理论和Logit模型原理,考虑乘客的换乘出行需求弹性,对公交乘客在多种出行模式(快车服务或站站停服务及其组合服务)中的选择行为进行了分析建模,得出乘客选择不同公交出行模式的比例。2.基于乘客的出行成本和公交运营成本分析的基础上,考虑客流时间和空间的不同需求,以总成本最小为目标函数,建立了一个优化城市公交运营组合服务模式的数学模型;组合站站停和快车服务模式,在优化过程中考虑发车频率、车辆容量限制、车队规模和乘客等车时间的约束条件;由于研究问题是一个组合优化问题,采用遗传算法搜索优化方案;并对模型参数和一些变量的敏感性分析进行了讨论,探讨潜在的效益和避免一些不利的情况。3.由于投资的限制,许多城市公交系统的运营条件都较差,车辆资源条件有限。在已有的车辆资源条件下(包括车型与车辆数),在传统的站站停服务中引入快车服务模式以后,基于公交车的运行过程,提出了一个分析公交尾气排放的数学模型,并且满足车辆容量限制的约束条件,用于分析公交组合服务模式及车型使用对公交尾气排放的影响。4.考虑车型选择与公交车尾气排放对环境的影响,把尾气排放的污染物损害成本考虑到数学模型中,结合公交运行过程与尾气排放的分析,以公交乘客、运营机构和环境的系统总成本最小为目标函数构建优化模型。该模型可以在不同目标条件下为公交服务提供一种设计有效公交服务策略的实际可行的方法,包括车型使用、发车频率和停站方案的确定,并改善公交服务水平。结果表明,该模型可以提高公交的运营效率和服务水平,同时减少运营成本和对环境的影响。本文针对组合公交服务模式的优化问题,分析了基于效用函数的乘客换乘出行需求弹性行为,针对系统的不同角度,建立了数学优化模型,优化公交组合服务模式的发车频率及停站方案,并考虑车型的使用,采用遗传算法进行模型求解,在公交的运行过程中还考虑了公交尾气排放,并以成都市的一条公交线路为例进行了模型的应用,检验了模型的有效性,可以为公交运营机构选择合适的公交线路运营服务策略提供理论依据。