城市交通需求的不断增加与公共交通发展相对滞后的矛盾，已成为一项需要迫切解决的任务。国内外的经验证明，优先发展城市公共交通，改善公交服务水平，吸引更多乘客乘坐公共交通出行无疑是解决这一矛盾的首选途径。公共交通在运营方面的发展方向，就是建立智能公共交通系统。但是实现这些技术的基础性工作之一就是掌握城市公共交通客流的变化规律。本文正是基于此研究思想，运用系统工程的研究方法，研究城市公共交通系统中线路客流的变化规律。主要有以下创新性的研究： 1.本文首次提出将系统聚类法与有序样品聚类法结合起来，根据一周内客流变化的统计数据，确定每天客流的峰值区间，为调度人员进行车辆安排计划提供科学的依据。其创新思路为：研究一周内七天客流的分布曲线，发现其具有相似性，首先采用系统聚类法对一周七天的客流数据根据其相似性进行分类，得到七天的一个分类，然后再利用有序样品聚类法对每类中的客流分布曲线划分峰值区间，最后的结果符合客观现实。此创新在第三章中体现。 2.根据城市公共交通各种运输方式客运量变化的特点，分别建立各种运输方式的预测模型，然后把各种运输方式客运量的预测值相加，得到城市公共交通总客运量的预测值。本论文建立了公共汽车、无轨电车、小公共汽车年客运量的灰色预测模型，建立了地铁年客运量的新陈代谢灰色模型，建立了客运出租汽车年客运量的修正Logistic模型。经过验证，这些模型的精度符合要求，并预测了北京市2005年公共交通总客运量。此创新在第四章中体现。 3.首次将灰色关联分析应用到城市公共交通系统中。研究客运量在城市公共交通各种运输方式之间随社会的发展如何变化。从静态分析上来讲，利用灰色关联分析计算各种公共交通运输方式的关联度，研究哪种运输方式承担了主要的公共交通客运量；从动态分析上讲，建立关联动态矩阵，分析公共交通客运量在城市公共交通各种交通方式之间随时间变化的规律。此创新在第五章中体现。 4.从宏观的角度研究城市公共交通供给与需求的变化规律，建立城市公共交通供给与需求的动态模型，此动态模型表示的系统为非线性自治系统。分析平衡点的存在性及其稳定性，用相位图来分析上述非线性动态系统中供给与需求的运动变化过程。此创新在第六章中体现。 5.为了解决城市交通拥挤的问题，需要有计划的、按一定的增长率把客流吸引到公共交通系统上来，这就需要进行城市交通基础设施的投资。依据此思想，建立了投资控制模型。在这个模型中，把投资看作是决策输入变量，把需求看作输出变量，也就是说，应该采取什么样的决策输入，使得输出的变化符合某一个目标。分析了模型的能控性和稳定性。由于此系统不是渐进稳定，所以投资策略只能采用有状态反馈的极点配置策略。用待定系数法得出投资策略的数学表达式。此创新在第六章中体现。