近年来,随着我国国际地位的上升,经济得到了快速发展,国民收入的增加,导致了我国机动车保有量呈现增长趋势,紧随而来的是交通拥堵、环境污染等问题的浮现。为了响应《国务院关于城市优先发展公共交通的指导意见》,各地政府寻找绿色、环保、健康的交通方式,自行车以无污染、零耗能、环保健康的优点吸引了城市规划者的目光,各地大力兴起建设公共自行车系统,与城市公共交通系统中其他交通方式之间实现了协调优化,“最后一公里”问题也随之而解决。但是在公共自行车系统蓬勃发展的同时,出现了“无车可借,无桩可还”的情况,严重影响了公共自行车系统的运营,限制了公共自行车系统的持续发展。本文基于此种情况,对公共自行车调度系统进行研究,重点研究了调度模型及调度算法,在一定程序上解决了“无车可借,无桩可还”的问题。本文首先在阅读了大量的国内外相关文献的基础上,分析了公共自行车系统在城市公共交通系统中定位,将其作为城市公共交通系统的重要组成部分,并从调度系统设计、租赁需求和车辆调度几个方面介绍研究现状;同时,通过对公共自行车系统出行者借还行为分析,将实际调研出行者借还数据作为一组时间序列值,建立ARIMA时间序列模型,对未来高峰前公共自行车借还需求量进行预测。通过与实际调度数据对比,预测值与实际值曲线拟合较好,验证了该模型的可实践性。其次本文针对不同调度情况建立三种调度模型,分别为单调度中心无时间窗静态调度、单调度中心软时间窗动态调度、多调度中心软时间窗静态调度。对于无时间窗调度问题,其目标为调度运输成本最小;对于带时间窗调度问题,其目标为运输成本最小及出行者满意度最大,利用等待时间成本来表示出行者满意度;同时本文采用分区域调度来处理多调度中心调度问题,设计混合粒子群算法,利用该算法的快速求解和避免陷入局部最优的优点对上述调度问题求解。最后通过调研某市城关区40个公共自行车站点的自行车、停车桩的数量和各站点自行车的使用情况,利用ARIMA时间序列模型预测公共自行车借还需求量,通过计算得到站点调度需求量;利用MATLAB软件进行编程,设置初始运行参数,对上述三种调度问题进行求解,得到调度方案,同时对于单车场软时间窗调度问题和多车场软时间调度问题的运输成本和顾客满意度进行对比分析。