城市纯电动公交系统的发展能够有效地缓解交通拥堵、环境污染等一系列社会问题。然而,当前我国较多城市仍存在公交线网布局不尽合理、线路发车频率低、公交车晚点严重等弊端。此外,续航里程限制以及充电设施匮乏和建设成本高仍是制约纯电动公交体系发展的主要障碍。鉴于上述需完善改进的目标,本研究以国内某城市区域内的公交线网为研究对象,基于不同建模视角建立纯电动公交线网综合集成优化模型,同时进行公交线网布局设计、发车频率设置和充电站选址的优化研究,并针对不同问题模型设计相应的启发式求解算法,随后应用所提出的纯电动公交线网综合集成优化方法分析不同公交乘客出行及线网运营成本优化策略的实施效果。本研究的主要工作如下:首先,考虑纯电动公交车的使用和充电站的建设会增加公交运营成本,继而加重政府财政负担,本文以公交线网运营者一天的总运营成本最小为目标建立公交线网运营成本优化模型,进行公交线网布局设计、发车频率设置和充电站选址的综合集成优化研究。设计人工鱼群算法以求解所建立的优化模型,并在其中引入交叉与变异算子以避免算法后期收敛速度变慢和鱼群多样性变差的缺点。研究结果表明所提出的优化模型与求解算法能够在有效控制运营成本的条件下对纯电动公交线网进行合理优化设计,与此同时满足所有公交出行需求和所有运营公交车充电需求。其次,城市纯电动公交线网优化不仅涉及公交线网运营者的利益,还涉及公交出行者的利益。考虑到二者间的利益矛盾,本文以最小化公交线网运营者一天的总运营成本和最小化所有公交出行者的总广义出行成本为目标建立公交线网运营成本及乘客出行效率双目标优化模型,进行公交线网布局设计、发车频率设置和充电站选址的综合集成优化研究。考虑到传统多目标优化的加权法中权重值设置存在较大的主观性和经验性缺陷,本文提出Pareto人工鱼群算法（Pareto artificial fish swarm algorithm,PAFSA）求解所建立的双目标优化模型,以权衡公交线网运营者与公交出行者之间的利益冲突。研究结果表明所提出的双目标优化模型与求解算法能够从平衡不同主体利益的角度对纯电动公交线网进行合理优化设计,体现出不同利益驱动原则下的纯电动公交线网综合集成优化效果。再者,考虑到充电站内安装的充电桩数量对纯电动公交线网优化结果具有显著影响,本文建立公交线网运营成本及乘客出行效率集成优化模型,同时优化公交线网布局、发车频率、充电站的建设位置和每个充电站内安装的充电桩数量,并将PAFSA与遗传算法（genetic algorithm,GA）嵌套使用以求解所建立的集成优化模型。PAFSA作为所提出的求解算法的主体框架,以最小化公交线网运营者一天的总运营成本和最小化所有公交出行者的总广义出行成本为目标,进行线网布局和发车频率的优化设计。为更实际地描述乘客出行行为,实时公交信息（real-time transit information,RTI）对乘客出行路径和出发时刻选择的影响被考虑到公交客流分配中。GA作为PAFSA的嵌套子算法,以整个线网的充电站总建设成本、充电站总运营成本和总空驶距离的加权和最小为目标,用以优化充电站的建设位置和数量以及每个充电站内安装的充电桩数量。其中,GA中的适应度值通过动态系统仿真模型与流程进行计算。研究结果表明RTI的使用能够显著减少所有公交出行者的总等待乘车时间和总换乘惩罚,与此同时GA的嵌套使用能够有效的减少整个线网的充电站总建设成本和总运营成本。即所提出的集成优化模型与求解算法能够从系统最优的角度更加合理地优化纯电动公交线网。最后,本文对所建立的集成优化模型中的平均行驶速度、换乘惩罚、RTI查询比例、电池容量、平均电价和平均票价分别进行灵敏度分析,探讨不同计算条件对纯电动公交线网优化结果的影响程度;以此为基础,从线网规划、线路运营、车辆技术和财政补贴四个层面分别提出七项优化策略,并比较分析各优化策略的实施效果。研究结果表明实施大力发展纯电动公交车电池技术能够有效提高公交线网的运营效益;与之相比,扩大实时公交查询覆盖范围的实施能够显著改善公交出行者的整体出行满意度。此外,综合优化策略的实施能够实现公交线网运营效益和公交出行者的整体出行效率的最大化,但其实施成本最高,且包含多项子策略,实施难度较大。图36幅,表8个,参考文献171篇。