当今,空气污染已经严重威胁到了人类的生存与发展。为了缓解这一重要问题,人们发出了“绿色出行”的倡议。而公共自行车作为绿色出行交通工具的一种,其独有的简单、方便、灵活的优势,为人们解决了城市交通中存在着的“最后一公里”的问题。但是随着公共自行车系统规模的不断增大、使用频率的不断增加,为其管理带来了一系列的问题。因此,本文从公共自行车系统中租赁点车辆流模型、拓扑结构、仿真模型和动态平衡机制等方面进行研究,为公共自行车系统布局优化设计提供理论和应用支持。首先,本文基于系统运营数据的时空分析方法,以温州市鹿城区为例,在充分考虑各类外部影响因素的情况下,通过对系统中的运营数据进行挖掘分析,建立了不同影响因素下的租赁点车辆流变化曲线,进而给出了不同类型租赁点的车辆流特征模型。然后,本文通过对公共自行车系统中租赁点之间的关联关系进行分析,得到了租赁点组成的网络拓扑结构,统计出租赁点间的关联度,建立了租赁点动态分布的仿真模型。本文利用Matlab仿真工具,基于租赁点间的关联度及其车辆流模型,对各种租赁点网络进行仿真分析。最后,本文根据公共自行车系统中租赁点的仿真模型和分析结果,构建了相应的租赁点动态平衡理论。依据这些平衡理论,建立了不同类型租赁点的平衡状态与布局模式。对于不能达到平衡状态的租赁点,提出了相应的布局二次优化策略和设计方案。