农村客运服务是我国农村地区经济社会发展的基础性支撑条件,在保障农村地区居民交通公平、便利日常生产生活出行和推动乡村振兴战略实施中发挥着重要作用。目前,我国农村客运发展迅速,公路基础设施和客运线路覆盖率逐年快速增长,随着农村居民收入水平的提升,越来越多的农村地区出行者开始追求多元化、个性化的客运服务。有部分农村地区还未覆盖客运线路,或受到道路条件限制,居住地区离开通的客运线路相距较远,出行非常不便;部分地区受到客流量波动影响,收益较差,客运线路“开得通、留不住”,一些勉强维持运营的客运服务质量较差甚至存在安全隐患。要解决目前我国农村客运存在的这些问题,就要从农村地区的特征出发,研究适合农村地区开行的、灵活经济的客运服务模式。首先,通过对国内外客运服务领域研究的梳理总结,结合国外对农村客运问题解决的成功案例,以及我国城市地区定制客运发展情况,总结出灵活多变的需求响应型客运服务模式能够运用到我国农村地区,解决农村地区的客运发展问题。其次,对农村地区的政策支持、道路状况、经济发展、客流情况等特征进行统计分析,证明了目前我国农村地区已经有足够的下层基础来支撑更加多元的客运服务发展。借鉴国内定制客运的运营模式,设计了农村地区需求响应型客运的运营模式,确定了从农村客流特征的角度出发,利用分层的思想,采用不同的客运运营模式来适配客流高低变化的情况。基于以上,从运营模式和线路优化的角度作为入手点,针对低客流需求,在满足出行需求的前提下,考虑对不同数量的需求采用不同载客量的车型服务,重点考虑运营商的利益,以运营成本最小为目标建立多车型需求响应客运线路优化模型,设计遗传算法进行求解。针对高客流需求,综合考虑乘客和运营商双方的利益选择,考虑高客流下的道路阻抗,重点考虑乘客对于出行路径的选择,以最小化运营成本和乘客等待成本为上层目标建立上层模型,采用用户均衡配流模型来描述乘客对路径的选择从而建立下层模型,得到高客流下需求响应客运线路优化双层规划模型,并根据线路运行特点,设计粒子群-Frank-wolfe混合算法来求解双层模型。最后,以甘肃省皋兰县为例,通过与现行固定运营模式方案结果的对比,验证了不同客流状况下所建立的客运线路优化模型及算法的有效性。通过调整客流需求的规模,更进一步研究了不同客流规模对运营方案结果的影响,得出高客流状态和低客流状态所对应的具体的客流量规模,为皋兰县开行不同的需求响应型客运的运营模式提供具体的客流参考。通过研究,验证了需求响应型客运服务是解决农村客运问题的有效手段,结合客流特征,针对客流量的高低变化匹配不同的运营模式能够得到明显优于固定模式的客运线路优化方案。