自1965年阿姆斯特丹（Amsterdam）首先发起公共自行车系统起，多个城市陆续建立了公共自行车系统，直到2007年法国巴黎“自行车自由行（Vélib）”系统成功运营，公共自行车才开始获得了研究者的兴趣和关注。公共自行车系统在自行车出行集中的地方设置站点，在站点放置一定数量的自行车辆供人们使用，每个站点设有智能终端用来管理和记录人们的借还行为，市民可通过办理公共自行车借还卡使用公共自行车。由于使用需求的潮汐性，在一定时间段内的单程出行会使公共自行车系统在运营中出现自行车在站点间分布不平衡，导致服务水平降低的问题。为了缓解站点自行车供需不平衡问题，很多学者从站点运营计划和调度两方面进行研究，并取得了较好的效果。本文围绕公共自行车在站点的供需不平衡问题，从站点运营计划和调度两方面进行讨论，对自行车调度问题作了较为深入的研究，在此基础上建立了调度方案的优化模型并通过案例进行分析研究，综合运用改进的蚁群算法和遗传算法，通过MATLAB实现模型的求解，本文的主要研究成果包括：1.为缓解运营中站点自行车供需不平衡问题，首先从调度前的站点运营计划进行研究，并提出在站点位置确定情况下基于站点借还车需求的站点运营计划方法。此外，针对调度过程中进一步缓解供需不平问题，给出计算站点的调度量可行域的方法。2.在已知各站点调度量情况下，提出自行车调度路径规划模型。该数学模型描述了卡车调度过程中的每次访问站点的调度服务量、调度任务完成情况以及随着调度工作的进行卡车装有自行车数量的变化情况。该规划模型的目标是求解最短调度路径，并通过改进蚁群算法寻求调度路径的最优解。3.针对调度实施时各种决策间的相互影响，在站点运营计划、调度量可行域以及调度路径规划模型研究的基础上，建立了以实现广义调度运营费用最小化为目标的调度方案优化模型。4.以武汉市局部区域的公共自行车系统为例，进行调度方案的优化。定量地探究了在进行大规模调度时进行站点分区的意义，主要表现在调度效率和对系统服务能力的改善能力。在文章结尾，总结了论文各部分研究内容、成果及其联系，并对公共自行车系统调度优化的未来研究方向做了展望。