公交线网优化是城市交通规划的主要部分，在有限的资源条件下是缓解城市公交紧张局面的有效措施之一。本文系统地研究线网优化目标及约束条件，建立公交线网优化模型和优化方法，并对既有公交线网提出合理调整方法。首先，本文在吸取其它国家和地区公交网络优化的先进理论和方法的基础上，结合呼和浩特市的公交现状，通过对公交线网深入细致的分析，从其组成部分点、线入手，分析影响公共交通需求预测影响因素，建立了居民出行发生模型、居民出行吸引模型和居民出行分布模型，利用TRANSCAN软件采用该模型对居民公交出行需求进行了预测。其次，分析了公交线网优化的影响因素，从提高乘客服务水平与公交企业的利益角度，建立了多目标公交线网优化模型，并就其目标函数和约束条件进行了讨论。接着，针对目前我国城市公交线网优化问题，探讨了城市公交线网优化算法。最后，本文以呼和浩特市的城市公交线网优化为例，从呼和浩特的地理条件以及公交现状情况出发，应用建立的模型对呼和浩特的公交线网进行优化，并采用模拟退火算法对其进行求解，结合现有公交线网提出了优化调整方法。