在我国城市中,城市交通供需矛盾日渐突出,交通拥堵问题也日益凸显。逐步提高公共交通的分担率能有助于发展低碳出行、有效缓解城市交通压力,有利于城市的可持续发展。鼓励新型弹性公交服务模式,特别是可变线路式公交服务模式在我国的推广应用,能有效解决出行需求密度较低地区的公交出行问题,对公交吸引力的提升、城市交通压力的缓解以及低碳交通的发展的实践意义重大。本文以可变线路式公交系统为研究对象,重点研究了其车辆路径优化问题。论文界定了可变线路式公交的基本概念、运行特征,设计了相应的系统,能够为更多人群提供服务。通过问卷调查,分析了可变式公交使用意向,调查结果表明可变线路式公交服务在国内有迫切需求和巨大潜力,同时介绍了其在国外的应用,进而得到了可变线路式公交功能定位与使用条件。通过分析可变线路式公交在国内外应用环境的差异性,提出了更适用于国内的设立需求站点的可变线路式公交,并对服务区域进行了分割,应用重心法确定了公交需求点,继而提出了基于Voronoi图的站点选址模型。以企业运营成本、乘客等待时间成本最小,服务的需求量最大为优化目标,基于松弛时间、乘客上下车时间窗以及固定站点发车时间窗等约束,建立了可变线路式公交的静态、动态车辆路径优化模型。根据模型的特点,对比分析了常用的算法,提出采用多目标遗传模拟退火算法对其进行求解。通过算例,在已知服务区域内预约需求情形下,应用论文建立的模型,采用论文提出的算法求解车辆的行驶路径,验证了可变线路式公交车辆路径优化模型的有效性。将可变线路式公交和常规公交的运营效果进行了对比分析,实验结果表明,在一定的出行需求密度下,可变线路式公交的系统性能更优,验证了可变线路式公交在实际应用中的可行性。