自我国加快城镇化进程后,城市人口迅速增加,市区房价不断攀升,因此许多人选择居住在城市外围地区。在该地区非高峰期时,居民出行需求少而分散且通常需要搭乘公交,在这种情况下便暴露出现有公交系统的调度缺点:若发车频率偏大,则公交公司运营成本较高;发车频率偏低,则乘客等待时间较长。近几年随着“互联网+”、云计算、车联网等技术以及移动智能终端的迅猛发展,网约车模式应运而生,滴滴打车、顺风车、快车和专车等服务模式迅速推广,有效打通了交通供给与需求之间的信息不对称问题,网约车思想为解决城市外围非高峰期公交供需问题提供了思路。因此,本文设计了一种利用智能预约方式来实时预约公交的系统,该系统可以实现居民在出行时实时地预约公交,同时降低公交发车频率,减少乘客在站台的等待时间。主要研究内容如下:(1)简要描述了我国城市外围的土地利用情况,并从居民的人口构成及其非高峰期的出行特性、出行方式和出行方式选择影响方面详细介绍了本文提出实时预约公交系统的研究背景。(2)具体分析了实时预约公交系统的整体物理架构。实时预约公交系统的总体结构主要由调度中心系统、乘客端和公交车辆端三部分组成,并介绍了GIS、GPS和AVL等关键技术;然后介绍了两种实时预约方式,阐述了车载终端系统、数据管理子系统和公交调度中心系统的组成和功能。(3)结合实时预约公交调度流程图详细介绍了其工作流程;对比分析了标号最短路径算法(Dijkstra算法)和启发式最短路径算法(A*算法)的原理、步骤,选用后者作为本文公交路径优化的算法;并从公交公司的资金成本扰动和系统中现有乘客的时间成本损失两方面建立了响应判断函数。(4)根据实地调查,选取重庆市外围地区的180路公交和396路公交作为算例的研究对象。简要阐述了两条线路的实际情况,设计了这两条线路转化为实时预约公交系统时的站点情况,并通过情景假设下的计算和对比分析,研究了实时预约公交的可实施性和优越性。