城市公共交通作为城市交通系统的重要组成部分，与城市经济的发展和居民的生活联系密切相关，但日益发展的交通拥堵问题已严重阻碍了公交的发展。而公交系统是一个复杂系统，作为有希望用来解决“复杂系统之所以复杂”的有力工具，复杂网络理论已成为研究公交系统的重要工具之一。因此，从复杂网络的角度研究交通拥堵背景下的公交线网优化问题具有十分重要的意义。本文在对国内外的公交线网优化相关研究内容进行总结和分析的基础上，研究了公交线网优化目标、优化原则及约束条件。然后对城市公交网络的复杂性进行了分析，论述了复杂网络的基本理论，并且分析了公交网络基本性质及其抽象方式。公交线网优化模型和求解算法是本文研究的核心内容。本文在分析对比了两种目前主要研究的有效路径后发现：这两种方法在公交线网的优化中都存在弊端。因此本文基于BPR函数的形式，将节点度和节点介数有机结合，生成基于节点度和介数相结合的公交线网优化模型，旨在使公交线路适当地绕过易产生拥堵的路段，降低公交线路遭遇拥堵情况的风险，减少交通拥堵对公交运营的不利影响，也在一定程度上保证了网络效率。然后利用遗传算法对优化模型进行求解，并给出具体的求解步骤。最后，本文以通化市公交线网优化为例，将本文所建的优化模型及求解算法应用到案例中，并对优化方案效果进行评价，验证了模型及算法的有效性。