大力发展城市公共交通,优化道路交通资源配置是缓解城市交通拥堵的重要举措,城市地面公交作为城市公共交通系统的重要组成部分,作用更是举足轻重。在城市地面公交运营过程中,公交串车是一种常见的现象,其所具有的向后传播性和持续影响性极大地限制了公交运营效率和服务水平提升的上限。同时,在实际生活中,交通方式服务质量的高低逐渐成为人们出行方式选择的一个重要衡量标准。因此,提高对公交串车问题的认识,采取合理的方式有效缓解该问题,能够显著提高公交运营效率和公交服务水平,提升居民对公交出行方式的满意度,从而增强公交出行方式的吸引力,进而在一定程度上缓解城市交通拥堵问题,为城市交通的发展增添新的活力。本文拟以北京市地面公交运营系统为研究对象,以公交运营系统历史数据为基准,从串车形成的典型过程出发,深入挖掘北京市公交串车问题的形成原因;并设计公交串车预测模型对其发生的位置和时间进行科学预测;在此基础上合理构建公交串车控制策略以均衡地调控公交行车过程,从而为公交串车这一问题提供了一套从形成原因挖掘到控制策略构建的系统化解决方案。首先,基于北京市公交运营数据,对公交轨迹和乘客刷卡信息进行纠偏、坐标转换和地图匹配等数据清洗操作,给出公交串车数据判断方法。然后,对形成公交串车的三大根本原因、六种基本过程进行分析,通过数据分析和时空轨迹图分析串车三大根本原因在北京公交系统中的具体表现。其次,基于公交串车成因,分析影响公交车头时距的基础特征,结合北京公交串车数据将特征具象化,并从线性模型、非线性模型和集成学习角度等构建了基于支持向量机预测模型、XGBoost模型和随机森林模型的公交串车预测模型,对不同线路、不同站点、不同车辆的公交串车位置进行预测。三种模型均能很好的预测公交车辆的车头时距,其中XGBoost模型精度最高,支持向量机预测模型精度最低。最后,基于以上预测结果,针对站点内客流不均衡和时刻表发车频率等因素对公交串车的影响,结合逆差函数中最小车队规模思想,建立以公交系统总出行时间最少为优化目标,以乘客分配、公交车队规模、公交滞站时长等为约束条件的公交串车模型,并利用公交串车预测模型寻找公交滞站控制点,利用遗传算法求解出公交串车滞站时间,并通过北京公交94路等公交线路验证上述模型,结果表明基于逆差函数的公交滞站策略模型能够有效缓解城市公交串车问题。