随着城市化进程的不断推进，城市道路网的建设总会受到土地资源等方面的限制，不可能无限制地扩张。公共交通系统具有运载量大、运送效率高、能源消耗低、相对污染少、运输成本低等优点，在城市交通干线上尤为明显。优先发展公共交通已经成为世界性的共识。公共交通网络布局优化设计在城市公交发展过程中是最为重要的规划步骤。对于任何一个城市的公共交通系统，公交线路网络布局是决定系统质量的主要因素。需要将公共交通网络优化与交通仿真软件结合起来，应用仿真软件对公共交通网络优化后结果进行分析、统计和评价。无论是公共交通系统还是交通仿真系统所集成的信息大部分同空间地理位置密切相关，例如车辆道路的走向、人口用地布局等。同时由于地理信息系统(GIS)技术的发展注重于对空间决策的支持，因此在交通仿真系统中引入GIS成为一种必然。本文主要完成了以下工作内容：1．介绍了城市公交网络布局规划、地理信息系统和交通仿真软件的一些基础知识，深入分析了它们之间的内在联系。2．在分析了公交线路“逐条布设，优化成网”法优缺点的基础上，提出了一个新的起讫点配对模型和路网优化模型，通过蚁群算法给出了求解路线优化设计模型的相应步骤并进行了仿真；同时利用现有的评价指标对模型进行了评价，证明了其有效性和可行性。另外，对公交车辆发车频率问题进行了研究，提出一个可供优化的模型。3．结合城域交通仿真软件，描述了GIS的特点及GIS在微观仿真软件中的应用，完成了仿真软件中基于MapObjects(MO)的显示模块的编写工作，初步完成了基于GIS的公交系统设计。4．最后，指出了有待于今后进一步研究的关于城市公共交通网络布局优化以及交通仿真分析软件的内容。