由于城市常规公交的粗放式单一化发展,难以匹配不断扩展的城市空间以及乘客对于可达性、出行效率、服务品质等出行需求,发展多元化高品质公共交通成为城市交通发展的必然趋势。定制公交作为兼备灵活性与集约性的公交系统,以可靠性强、高效率、高品质的定制化公交服务集约式满足出行时空相近的乘客需求,为城市交通系统注入活力。定制公交是一种以乘客需求为导向而规划设计的公交服务方式,它主要通过媲美小汽车的高品质服务以及远低于私人交通方式的出行费用来吸引私家车主,从而起到解决中心城区环境污染、交通拥堵问题的作用。但是目前国内的定制公交发展过程中存在部分运营线路设计环节未考虑运营方案对乘客需求的影响,以及因为追求直达导致线路成本高,运营效益不佳等问题。本文针对这些问题,结合现实运营背景与国内外研究现状,提出考虑弹性需求的可换乘式定制公交线网双层优化模型,通过捕捉弹性需求与定制公交线网之间的相互作用,探究一定预算限制下相较小汽车竞争力最大化的定制公交运营方案,并通过可换乘式定制公交线网结构与客流分配方案的协同优化,实现企业运营收益与乘客平均出行成本的博弈均衡最优。与常规定制公交线网优化方法相比,本文主要有以下三点不同:首先在线网结构方面,针对定制公交分散性出行需求,将换乘纳入线网优化设计,减少线路的冗长与绕行部分,从而降低乘客出行成本,以更少的运营线路实现更高的可达性;其次在乘客需求处理方面,本文通过构建双层模型捕捉并体现乘客弹性需求与线网结构之间的相互作用;最后在客流分配方面,本文对线网结构以及客流分配进行联合优化,在有限的容量及车队规模下,优化路径以及各OD间各路径上的客流分配,以充分利用车辆资源,从而以尽可能少的成本满足更多乘客需求。为求解本文所提出的双层优化模型,设计了启发式初始解生成方法,包括四类解构算子、重构算子,以及基于模拟退火算法的自适应学习机制,并采用Mandl’s Swiss数据集验证了模型与算法的有效性。最后,结合广州市天河区定制公交需求数据,验证了算法处理大规模实际案例的能力。结果表明,优化方案相比原方案能够显著降低运营里程（29.07%）,减少乘客平均出行时间（22.3%）,能通过对可换乘式线网结构与客流分配进行协同优化,以更少的定制公交资源实现更高的运输效率。