近几年来，随着公共自行车租赁系统（简称PBS）的发展，公共自行车出现了租/还车难、无法应对突发性需求、工程建设周期长以及公共自行车信息系统的不完善等问题；虽然共享单车摆脱了固定锁桩的束缚，实现了租/还车方便，但共享单车存在可视性低、侵占路权、调度与维修周期长、缺乏规范管理以及信息处理等问题，导致共享单车只能在一定程度上作为固定锁桩式公共自行车租赁系统的补充。固定锁桩式公共自行车因其更高的确定性、更严格的规范性、更广的覆盖范围和更灵活的运营模式在现在甚至将来都难以被共享单车所取代。为了解决固定锁桩式公共自行车租赁系统出现的问题，本文基于固定锁桩式公共自行车租赁系统，设计了无锁桩式公共自行车租赁系统，并将该无锁桩式公共自行车租赁系统作为固定锁桩式公共自行车租赁系统的补充，大大降低了工程建设成本与周期，增加了公共自行车系统的柔性度。　　首先，本文基于榫卯结构设计了智能电子锁，并将该智能电子锁、电子围栏和移动管理终端以及固定锁桩式公共自行车租赁系统，应用到无锁桩式公共自行车租赁系统中；其中，智能电子锁负责对无锁桩式公共自行车进行锁止/解锁、通信等功能，电子围栏负责规范移动租赁点的停车区域和与智能电子锁进行通信，移动管理终端则是完成对用户信息读取、密码管理和与总控制端的通信等任务。　　其次，针对固定锁桩式公共自行车租赁系统缺乏根据动态需求对PBS的优化能力，本文采用改进的SIS模型对经过基于距离和租/还相关性规则双重聚类后的杭州某地区租赁点集合进行建模，研究公共自行车过载扩散规律，通过分析随机因素、恢复强度和扩散强度对其的影响以及公共自行车的最大租/还量,确定公共自行车过载扩散区域和应设置的无锁桩式公共自行车的数量。　　再次，针对无锁桩式公共自行车租赁系统与固定锁桩式公共自行车租赁系统结合后，原先的数据结构，协同控制方法便不再适用的问题，借助不相交集合与混合协同控制结构来解决上述问题，并对某区域租赁点进行了相关实验，分别对集中式协同控制和混合协同控制结构下的队列延迟进行了实验与分析，分别对不同本地延迟时间与不同网络状态下的平均可租/还延迟时间进行了实验与分析，并确定了本地延迟时间值与网络状态峰值。　　最后，本文对无锁桩式公共自行车租赁系统已做的研究进行总结，点出论文的创新点，并对下一步研究，提出相关展望。