公共交通系统中乘客的到达和乘客的运送都是复杂的随机过程,因此,公共交通系统是一个典型的提供成批服务的随机服务系统。本文在分析有关城市交通可持续发展理论的背景下,运用随机理论,对城市公共交通系统的运营进行了优化研究。乘客在站台排队等候上车是公交系统服务的重要一环,是整个公交系统的重要组成部分,故需要对公交车停靠站时间消耗进行研究。公交排队系统的随机性很大程度上表现在其输入过程——交通流的随机性上。因此首先对公交车交通流情况进行统计分析,并用x~2拟合检验法验证了乘客到达时间服从的分布规律。对每一个站台的排队系统用典型的随机服务系统模型M|M|n进行描述,并进行计算,求取M|M|n队列的平均队长,平均等待时间,乘客平均数等系统指标。根据随机理论,建立了一般排队系统优化模型与公交系统排队系统模型,通过调整和控制排队系统使其处于最佳的运营状态,通过实例运用证实了本模型的合理性,运用此模型,可找到公交公司与乘客需求的平衡点,并制定相应的行车计划。最后运用生灭过程理论,建立公共交通系统发展控制模型,并对其进行分析,得出在一定的乘客需求下,系统中空闲车辆和服务车辆之比,为合理规划公交运营系统以及评价城市公交车的发展规模是否合理提供可靠的理论依据。总之,本文基于排队理论建立公交系统的排队模型,并将此模型应用于公交系统的优化调度与公交系统资源配置中,通过仿真验证,既验证了该模型的有效性,又取得了良好的效果。