近年来,复杂网络作为描述复杂系统模型的有效方法,已在若干领域得以应用,已有的研究表明在交通系统中,城市道路网络、公交网、轨道网、铁路网、航空网等等均具有复杂网络性质。因此,借助复杂网络理论研究综合公共交通系统建模问题是当前的研究热点。已有的研究主要集中于对城市公交网络的实证,并通过计算网络的性质来评价城市公交系统的合理性,作为居民出行(到达)的地理要素未被纳入网络模型中。事实上,一个结构合理的公共交通网络应更好的服务于居民小区、城市公共设施等地理要素,忽略这些地理要素对城市公交网络的评价是不全面的。因此,本文将地理要素融入网络模型中,用以评价和优化公共交通网络。具体而言,本文主要工作如下:(1)为实现地理要素和公共交通网络综合建模,本文基于多子网复合复杂网络的基本理论,提出了一种能够描述公共交通网络与地理要素的复合公共交通网络模型。(2)针对城市公交网络的评价问题,结合地理要素与公共交通站点分布关系,基于站点服务区域面积提出了居民乘车便捷性和居民换乘便捷性的评价指标。(3)以居民小区作为地理要素的代表,构建了青岛市居民小区和公共交通复合网络,分析了该网络的基本拓扑性质,计算了青岛市小区居民乘车便捷性和小区居民换乘便捷性指标,并以行政区为分析对象,统计了市内四区的小区居民乘车便捷性和小区居民换乘便捷性指标,发现了市北区较之其它三区出行更为便捷。(4)为减少居民小区到社区医院就医公交站点,以居民小区与社区医院为地理要素,建立了居民小区、社区医院与公共站点复合网络,分析了青岛市居民小区与社区医院间的便捷关系,发现了青岛市区内到社区医院不便的小区,并给出了公交线路优化方法。(5)为了分析考虑地理要素的城市公共交通网络的可靠性问题,本文以居民小区为地理要信息素代表,研究了公交线路小区复合网络模型的可靠性。提出了对公交线路小区复合网络模型的攻击方式和复合网络的可靠性的评价指标。以青岛市居民小区和公交复合网络为分析对象,对比分析了公交网络可靠性与小区公交复合网络可靠性,并发现小区公交复合网络的可靠性优于公共交通网络。