换乘便捷性是居民选择公共交通出行方式时考虑的关键因素之一。单纯追求直达率并不能从根本上解决换乘不便的问题,通过协同调度使乘客以更合理的费用获得更可靠、连续、便捷的公共交通服务已成为共识。随着信息技术的发展,公共交通系统智能化调度已具备良好基础条件,面向多模式公共交通网络(包含轨道交通与地面公交)内不同方式间和同一方式下不同线路间的换乘衔接问题研究利于实现网络协同调度的时刻表设计优化方法具有重要的现实意义。论文考虑到公交线路共线段内多可选换乘站点的特征,建立了考虑乘客选择偏好和公交运行随机性的共线公交线路协调优化方法,并分析了乘客偏好差异对协同调度优化效果的影响。以研究时间范围内线路间总换乘等待时间最小为目标,以各车次首站计划发车时间调整量为决策变量,构建了时刻表鲁棒优化模型,并设计了基于样本均值近似法的求解算法。将研究对象由共线公交线路扩展至区域内局部或整个地面公交网络,进一步提出了考虑公交运行随机性的网络协同调度时刻表优化模型与算法。建立了换乘车次识别及其相应换乘等待时间计算方法,并以研究时间范围内网络内总换乘等待时间最小为目标,以各车次首站计划发车时间整体偏移量为决策变量,构建了时刻表鲁棒优化模型。考虑实际公交网络内线路、站点规模,设计了包含蒙特卡洛仿真的遗传算法求解模型。对于多模式公共交通网络内与轨道交通存在换乘关系的地面公交线路(非接运公交线路),提出了基于协同调度与时间控制点的公交线路时刻表设计问题,建立了既能提高公交运行可靠性又能减少乘客换乘等待时间的各时间控制点处到站时间确定方法。考虑公交运行随机性、驾驶员恢复行为和乘客换乘行为的基础上,以控制点间松弛时间为决策变量构建了双目标优化模型,并设计了基于蒙特卡洛仿真的求解算法。对于专为轨道交通接送客流的接运公交线路,考虑高峰期轨道交通换乘的大客流引起的乘客排队等待过程,建立了轨道交通换乘乘客的换乘等待时间计算方法,并构建了接运公交时刻表设计优化模型寻找使所有换乘乘客的总换乘等待时间和企业运营成本加权和最小的接运公交各车次首站计划发车时间,同时设计了嵌入枚举过程的遗传算法获取模型近似最优解。针对轨道交通系统内末班列车换乘问题,提出了如何根据客流流向和流量特点协调优化末班列车运行计划的具体策略,实现以最小的调整幅度最大程度减少线路间换乘失败现象的目标。以首站计划发车时间、区段计划运行时间、站点计划停靠时间的调整量为决策变量,构建了轨道交通末班列车运行计划协调优化模型,并利用了分支定界法求解模型。基于优化后给定的轨道交通末班列车运行计划,针对地面公交与轨道交通末班列车间的换乘问题,进一步提出了地面公交深夜时段公交车辆运行计划调整策略,保证最后k班中至少有一班能顺利衔接上所需换乘的轨道交通线路。以首站计划发车时间和区段计划运行时间的调整量为决策变量,构建了深夜时段公交车辆运行计划优化模型,并利用了分支定界法获取模型精确解。