随着城市交通拥堵的加剧,快速公交(Bus Rapid Transit,BRT)在许多城市得到了快速发展。截止目前,全国已有北京、杭州、常州、郑州、成都等多个城市开通运营BRT线路,我国BRT线路长度超过2800 km。尽管BRT系统具有专有路权、大容量车辆、先进的智能调度系统和乘客服务系统,但仍有诸多因素影响BRT系统的服务水平,如路段行程时间波动、交叉口信号控制、与沿线其他公交系统运营协调都会对BRT运营产生重大的影响。若以上因素处理不当,会严重影响BRT的运行效率,降低BRT的服务水平。因此,结合BRT本身的特性,以提升BRT服务水平为目标,利用公共交通时刻表设计理论对BRT时刻表设计理论与方法展开深入的研究,对丰富和深化公交运营管理与调度理论与方法,具有重要的学术价值,且对缓解城市交通拥堵具有潜在的应用价值。本文在国内外BRT运营管理研究的基础上,结合公共交通运营服务水平的概念,通过对BRT系统运行特点的分析,从影响快速公交系统服务水平的路段、交叉口和运营协调三个方面,展开对快速公交系统时刻表设计理论与方法研究。本文的主要研究内容如下：(1)提升服务水平的BRT时刻表设计基本理论。对BRT运行系统,特别是硬件系统、软件系统和运营组织进行了分析,描述了BRT系统的运行特点,分析公交时刻表和服务水平之间的关系,得到时刻表能有效提升BRT服务水平的结论,进一步提出提升BRT服务水平的时刻表设计理论,包括设计影响因素和关键技术。(2)提升路段服务水平的BRT时刻表设计优化方法。在常规公交时刻表编制的依据、常用方法分析的基础上,提出基于中间站时间控制的BRT时刻表设计方法。在BRT车辆路段行驶特点基础上,提出路段行程时间的确定方法,提供时刻表设计基本要素——路段行程时间。并提出BRT时刻表编制的原则与标准。在此基础上,构建了提升路段服务水平的BRT时刻表设计的模型,给出相关优化模型的目标函数和约束,然后通过智能计算方法——蛙跳算法进行模型求解。研究结果表明该方法能有效提升路段服务水平。(3)提升交叉口服务水平的BRT时刻表设计优化方法。分析BRT系统交叉口控制方法,根据信号交叉口的特性,给出信号控制参数与BRT时刻表之间的关系。在此基础上,构建了提升交叉口服务水平的BRT时刻表设计模型,给出相关优化模型的目标函数、约束和求解算法。研究结果表明,通过时刻表的调整能够有效减少在交叉口的停留时间,增加BRT车辆绿灯时间通过交叉口的概率,提升交叉口服务水平。(4)基于运营协调的BRT时刻表设计方法。在提升路段服务水平和交叉口服务水平的BRT时刻表设计方法的基础上,分析了BRT与其他公交系统运营协调的含义与功能,进一步给出了运营协调的原则、目标、模式与方法,在此基础上构造基于运营协调的BRT时刻表设计优化模型与算法。研究结果表明,需要换乘的公交线路能够在换乘车站给出预定的换乘时间,而在需要运能协调的区段上,公交线路之间能保证一定的发车间隔,能有效提升公共交通整体服务水平。