在提升城市活力方面公共交通扮演着重要角色。公共交通被广泛的认为是减少交通拥堵,改善城市环境,使公众平等的融入社会生活的手段。本文主要内容如下:(1)通过分析天津市1996年至2005年客运量变化及客运量的影响因素,运用多元回归分析法、灰色模型两种预测方法,建立天津市公交客运量预测模型,并利用历史数据进行了模拟和验证。通过残差分析等进行择优,提高了预测精度。(2)以公交运营调度系统为研究背景,在客流调查的基础之上,建立了两个公交车辆优化调度模型:其一为静态模型,确定了车辆在整个运营时间内的同一发车时间间隔;其二为动态模型,确定了车辆在不同客流时段内的不同发车时间间隔,整体实现最优。(3)对驾驶员调度问题的基本概念进行了描述,使用整数规划模型以及启发式算法求解,前者生成良好的可行解,后者改进结果质量。选取了天津5路公交公司的数据对所设计的模型和算法进行了实验。(4)以区域网络中总权重最大为目标建立区域公交时刻表模型。定义了权重系数,并分别给出了节点和线路的权重系数的计算方法,分析了公交站点的容量问题,在此基础上建立了相应的数学模型来解决基于最大同步换乘的公交区域调度优化问题。采用启发式算法对模型分别在考虑权重和不考虑权重的情况下分别进行求解,通过对比验证了该模型有效的实现了同时到达网络中换乘点的公交车总权重数最大的目标,从而使网络中需要换乘的乘客可以在最短的等待时间内在换乘点从一条线路转到另一条线路上。(5)研究了公交车到站时间预测的内容和方法,建立了公交车辆到站时间预测模型。将公交车行程时间分为三部分:自由行驶时间、交叉口延误时间、站点延误时间,分别用自回归移动平均模型、Webster交叉口延误模型、乘客上下车延误模型对相邻站点间的行程时间进行预测,最后进行汇总。运用这几种方法进行到站时间预测,能够准确地预测出公交车辆的到站时间。