近年来,伴随着我国经济的迅速发展,城镇化和机动化水平不断提高,交通供需矛盾日益加剧,但具有运量大、污染小以及成本低等优点的常规公交发展缓慢,在低密度出行区域与时段存在公交覆盖不均匀以及灵活性差等问题,在与私人交通方式的竞争中处于劣势,因此人们在很大程度上依赖私人交通方式出行,这进一步加剧了交通拥堵以及环境污染等问题。为了满足人们在低密度出行区域与时段的公共出行需求,响应人们的多样化出行呼声,提升公交出行方式的竞争力,可变线路公交应运而生。可变线路公交是一种不同于常规公交的运营方式,其集常规公交和需求响应公交的优点于一体,不仅具有常规公交的出行成本低廉、客流覆盖面广等特点,还具备了需求响应公交的布局灵活、服务性强等特点,可以作为常规公交的有益补充形式,有效弥补常规公交服务的空白地区与时段。本文首先对可变线路公交运行系统进行阐述,以此为基础总结其调度形式以及功能定位,并基于我国国情,提出可变线路公交系统的优化设计步骤。其次,通过对系统松弛时间的研究,得到可变线路公交固定站点间距的计算公式,并对相关参数进行灵敏度分析,探究相关参数的取值对固定站点间距的影响。再次,在把握可变线路公交运行特点以及我国国情的基础上,提出需求站点布局和公交车辆调度的具体方法,该方法以需求站点选址、需求站点布局优化、公交车辆调度模型为主要组成部分,完成可变线路公交系统的优化设计。最后,以沧州市的夜间公交作为案例,结合本文提出的可变线路公交需求站点布局与公交车辆调度方法,对方案进行分析。在确定固定站点间距的情况下,本文针对我国小区和街区的封闭式建设特点,借鉴交通规划中交通小区的划分思想,将可变线路公交服务区域划分为若干公交小区,并结合公交站点选址原则,在公交小区内进行需求站点选址,确定需求站点初始布局,利用泰森多边形,构建需求站点布局优化模型,并设计了求解方法对需求站点的布局进行优化,确定了需求站点备选集合。同时从公交企业运营成本和乘客出行成本两个角度出发,建立了可变线路公交车辆调度模型,对系统服务的需求站点进行选择,应用遗传算法对模型进行求解,最终确定公交车辆的行驶路线。以沧州市的夜间公交702路为实例,进行沧州市“高铁西站-物华市场”区域的可变线路公交系统优化设计,并分析步行时间权重系数对结果的影响,并在与常规公交运营系统进行对比的同时,验证本文提出的可变线路公交系统优化设计方法的可行性。