一般将具有自组织、自相似、小世界及无标度中的一个或几个特性的大型网络称为复杂网络。公交网络就是一种复杂网络。复杂网络理论和应用的研究是近十年来兴起一种新的方向。本文主要是采用复杂网络理论来研究公交网络,提出了一种理想n-深度派系网络模型,并研究了其性能和在公交网络上的应用。本文的主要工作和成果如下:1.基于提高公交网络整体服务性能的目的,提出一种具有理想n-深度派系网络拓扑结构的公交网络模型。它具有和实际公交网络非常相似的网络属性,同时比BTN模型具有更高的公交线路聚集程度、更短的网络直径和更小的平均最短路径时间系数,这保证了该模型具有更高的公交系统换乘效率,更好的公交系统服务质量。2.为了提高公交网络的整体换乘性能,以降低平均换乘次数和平均最短路径时间系数为优化目标,提出基于理想n-深度派系网络的公交网络优化方法。应用此方法对杭州公交网络进行了优化研究,优化结果表明可在很大程度上提高了杭州公交网络的整体换乘性能、改善公交系统的服务质量。同时提出一种应用在具有理想n-深度派系网络拓扑结构的公交网络上的换乘算法。3.分别从网络的鲁棒性和传播行为出发,研究了具有理想n-深度派系网络拓扑结构的公交网络模型的网络性能。通过将新的公交网络模型与实际公交网络和BTN模型网络进行对比,分别从随机故障和蓄意攻击的角度分析了网络的鲁棒性,同时在SIS模型下研究了公交网络的拥堵传播行为。4.针对基于理想n-深度派系网络的公交网络优化方法在杭州公交网络上的应用,结合GIS,实现了基于ArcGIS的公交网络优化系统。系统将此优化方法应用于对杭州市公交网络的优化中,给出了具体的线路调整的方法,然后结合城市道路信息,将优化前后的公交线路和站点的关系展示在地图上,最后系统还实现了基于理想n-深度派系网络的换乘算法。5.最后对全文进行总结,并对进一步的研究提出展望。