随着城市经济、社会的不断发展,城市交通量的不断增大,交通问题变的日益严重,人们逐渐意识到优先发展公共交通是解决城市交通问题的重要途径。公交调度管理水平对公交运营质量的好坏起着决定性的作用,通过提高公交调度的可靠度可以有效减少公交运行时间的不确定性给乘客与公交企业造成时间、金钱等损失。因此,有必要对公交调度理论及其可靠度问题进行深入的研究。本文从公交系统时间可靠度与公交系统成本两方面出发,利用可靠度理论,公交调度理论,优化理论等理论方法,结合公交时刻表自身特点,研究了公交调度理论建模及其可靠度优化的关键问题。具体工作与研究成果有以下几方面：首先,研究了公交系统时间可靠度模型及其控制方法。研究了控制发车策略原理及其对可靠度的影响,提出基于控制策略的时间可靠度模型；时间可靠度包括公交准点可靠度和乘客候车时间可靠度,分别用概率论方法计算了基于控制策略的乘客候车时间可靠度和公交准点可靠度：对提出的时间可靠度模型及其控制方法进行实例检验,检验结果表明了模型的有效性以及通过优化方法对可靠度进行优化的必要性。其次,研究了成本最小的公交控制发车策略的优化方法。建立系统成本模型,包括乘客在站点和车上的等待时间成本、晚点惩罚和企业运营成本,通过最小化系统总成本,得出最优或近似最优的公交控制发车策略；通过对模型的简化,使其变为一个特殊的背包问题；通过改进遗传算法的交叉与变异算子,提高了算法的效率,并且减少了陷入局部最优解现象的发生。最后,建立了基于可靠度的公交调度双层规划模型,上层目标为可靠度最大,下层目标为系统成本最低。并设计了求解双层规划模型的遗传算法,进行了实例研究。研究表明,公交系统的时间可靠度和成本均得到改善；非等间隔时刻表能够更好地在时间角度上与客流变化匹配,提高公交系统可靠度,减少公交系统的总成本；控制发车技术使公交车辆在各控制站点之间的运行受到约束,对避免“前压后赶”的现象起到显著效用,从而有效的避免了串车现象的发生,提高了公交运营时间的可靠度,减少了乘客的等待成本和乘客因公交晚点而造成的损失成本,但会增加乘客的乘行时间和公交企业的运营成本；最佳控制站点的位置不一定设置在客流量最多的站点或线路的中间站点,还要考虑行驶时间方差比较大的路段后面的站点,这样可以减少不可靠路段对下游站点可靠度的影响。