近年来,通过发展公共交通来解决城市交通拥堵问题己经成为共识,公交系统发展迅猛,居民公共交通出行比例有了稳步提高,但是仍存在上升空间。公交站点及线路布局不合理,公交线路迂回大、换乘衔接不畅,居民出行距离长、换乘多等原因严重影响乘客的积极性。由于公交线路的生成存在诸多困难,公交网络设计问题的最优解很难求出。当网络规模越来越大时,求解难度变大,且无法保证求解效率。因此,需要有一些专门适用于公交线路设计的方法,来辅助现代算法,准确高效地获得较为理想的结果。本研究通过了解、学习国内外优秀的设计方法,为更好地解决城市公交线路设计问题提供可行的思路。通过合理的设置目标函数、改进公交线路设计问题中的初始线路集生成方法及优化方法,引入合适的约束条件及评价指标,并在标准数据集和本文根据现实生成的测试数据上进行实验,用实验证明方法的有效性,为公交线路设计问题提供新的思路。本研究主体分为两部分。第一部分是以乘客优先的公交线路设计。以乘客平均出行成本最小为优化目标。在此,将乘客的出行成本狭义定为乘客的出行时间,具体包括公交在途时间、等车时间、换乘时间、平均站点滞留时间。之后运用改进的花授粉算法,在Mandl和Mumford两组不同规模的网络上进行实验,实验结果中,直达率与乘客出行时间得到了显著优化,说明此方法适用于解决公交线路设计问题。第二部分是考虑多种约束的多目标公交线路设计。将乘客的平均出行成本、线路个人分摊成本作为优化的目标,在充分满足乘客出行需求的前提下,尽量控制公交线路总体长度。通过改进多目标优化算法,在同样的网络上对问题进行求解。对比单目标结果,评价方法的合理性与可行性;对比多目标优化算法,评价方法的有效性。最后使用数据生成程序,对模拟的现实网络进行求解,验证了方法在大规模网络上的有效性,为公交线路设计问题提供了另一种思路。