为了缓解城市的交通拥堵问题,近年来国家大力提倡公交优先政策。城市公交作为市民最基本的出行方式,其服务质量直接影响市民的出行选择和城市交通的整体发展水平。为了提高城市公交的吸引力和竞争力,有必要对公交服务质量和优化方案进行深入研究。本文提出了运用乘客出行链为工具,以城市公交线网作为主体,来深入研究运营服务系统中存在的现状与不足之处。运用问卷调查的方式获得了城市公共服务质量评价指标的原始数据,将问卷调查与出行链紧密结合,通过分析客观数据结果,了解居民出行特征、居民公交出行特征,并对问卷调查得到的数据,利用SPSS软件进行置信度检验和相关性检验。运用以变异系数法为基础的可拓学物元模型,对现状城市公交系统服务质量进行评价,了解公交系统的薄弱之处,并在综合评价的基础上,建立了以乘客为主要研究对象,以单位时间直达客流量最大为优化目的的目标函数,本文采用的优化方法是遗传蚁群算法,根据遗传和蚁群算法各自的优缺点,将遗传和蚁群进行结合。在蚁群算法更改信息素中,加入了遗传算法的交叉操作和变异操作,提升求解效率。最后运用matlab软件,将优化前后的路线进行对比分析,以此证明模型算法的可行性。最后以城市张家口为例,先对张家口的公交系统进行综合评价,总结评价结果,再针对不足,进行了对张家口主城区公交线网的优化与改进,主要针对公交系统中的站点和线路走向,用遗传蚁群算法对线路进行重新优化,使其进一步提高乘客乘坐公交车的便捷性,满足居民日常出行需求,最终达到使公交系统在其他交通出行方式中更具竞争力的目的。