城市公共交通已成为城市交通系统乃至整个城市系统不可或缺的重要组成部分,它关系着市民生活质量的提高和城市经济文化的发展。本文着眼于城市公共交通大系统中的常规公交和快速公交。首先,设计开发了公交数据搜索软件“虚拟机器人”,利用因特网资源自动收集城市公交数据并存储到数据库中。在大量统计数据的基础上,将北京、上海和杭州三个大城市的公共交通网络抽象成复杂网络,结合网络图论的思想,将公交站点作为节点,站点间的连线作为边,通过Space L和Space P方法研究三大城市公交的复杂网络特性。统计数据的分析表明,三个城市的公交网络均具有典型的小世界特性;其节点的度分布,在Space L和Space P方法的描述下分别具有无标度特性和指数分布特性。对于同样的公交网络,Space P方法描述的网络具有更强的小世界效应。在复杂网络特性研究的基础上,本文利用Floyd最短路径算法和广度优先搜索算法得到两公交站点间的所有最少次数换乘方案,并引入网络点权(站点的经纬度)计算得到网络的边权(站点间的行驶距离),把公交网络进一步建模成一个加权的复杂网络模型,结合最少换乘次数方案,最终得到一种基于最优换乘和最短行驶距离的换乘方案。用杭州的实际数据验证了此算法的有效性,并开发了基于效率的公交换乘查询系统。最后,在分析BRT系统构成的基础上,结合常规公交的规划理念,重点研究了BRT线网的规划和布局,以及与常规公交的整合优化技术,并以杭州市的快速公交系统为例分析了以上技术。