随着城市化的发展与职住分离现象的加剧,跨城出行的需求逐渐增加,以城际列车、市郊铁路为代表的大容量、高速度的铁路交通在跨城出行的运输系统中起到了重要的作用。近年来,我国多地的铁路运输方式面临着客流不足的窘境,多家铁路集团承担着大额亏损。造成这个现象的重要原因便是跨城出行中连接大城市的一端客流资源丰富,需求密集,且铁路车站等级较高,具备多种完善的接驳设施与设备;而连接小城镇的一端通常是客流稀疏的地区,需求点较为分散,铁路车站等级较低,缺乏相应的接驳方式,没有有效便捷的交通方式将乘客需求点与火车站连接起来。因此,本文在现有相关理论的基础上,提出了在客流稀疏地区使用需求响应接驳公交的形式,将分散的乘客送往火车站,并将从火车站出站的乘客疏散至各自的目标需求点。本文首先从乘客跨城出行、铁路交通、中小型火车站、需求响应公交四个角度出发,对需求响应接驳公交的开通前提、存在必要性、无缝接驳的可行性、长期运营方式进行分析说明,也对需求响应接驳公交的服务系统和服务模式进行了分析。其次本文引入虚拟响应需求点的概念,以系统成本和接驳效果为优化目标,系统成本中包含了车辆的发车、行驶成本以及时间窗的惩罚成本,接驳效果则以车辆的实际运行周期与最佳运行周期的比值作为评价指标;以车载容量、需求点时间窗、火车站接驳时间窗、车辆保有量等条件为约束,分别建立了混合接送模式下单车型与多车型的需求响应接驳公交路径与调度的优化模型。同时,基于模型特点设计了包含多链染色体的遗传算法进行求解。本文还考虑了需求响应接驳公交在运行过程中可能遇到的动态需求问题,考虑了新增实时需求点、取消预约、火车延误三种动态情景下接驳系统的判别与处理流程。基于“插入法”判断新增的实时需求能否被响应并插入已有线路,基于“替代法”对取消预约的需求点进行判断处理,引入虚拟车场对火车延误情况下的路径进行重新规划。最后进行了算例分析,选择“棉湖-普宁站”作为案例,论证该线路具有开设需求响应接驳公交的现实基础,用MATLAB对第三章所提出的模型和算法进行验证。算例结果表明:在适当增加系统成本的前提下,可以提高系统的接驳效果;在乘客需求相同的情况下,采用多车型比单车型的系统成本降低20.5%,采用混合接送的模式相比于单独接送的模式系统成本降低24%;对第四章提出的插入法和替代法进行算例验证,得出了动态需求信息下的路线优化方案。