公共自行车系统能有效解决公共汽车交通的“最后一公里”难题和提升城市交通的整体服务水平。目前,公共自行车系统在运行实施过程中主要存在部分租赁点经常出现出行者“无车可借”或“无空车位可还”的问题。因此,对公共自行车系统中各租赁点的运行状态进行时空分析,并根据得出的租赁点运行规律,设计合理的调度方案,优化分配各租赁点的自行车数量,对于解决出行者借、还车难问题将具有重大意义。首先为了挖掘公共自行车系统运行规律,获取公共自行车方式的群体出行规律,改善现有公共自行车系统存在的一些问题,提出了基于公共自行车系统运行数据及用户出行规律的时空分析方法。以杭州市为例,在充分考虑、对比分析各类外部环境因素(正常条件下的普通工作日、周末、节假日、恶劣天气(雨、雪、高温等)条件、不同季节等)的情况下,对杭州市公共自行车系统四年的运行数据进行时空挖掘,获得了不同时间、空间、外部环境条件下的系统用户租借行为特性、公共自行车需求时间分布特性和空间分布特性等运行特征,为掌握杭州居民公共自行车方式出行的群体性规律及制订公共自行车调度方案提供了详实的数据依据。其次,针对目前杭州市公共自行车系统简单的按照行政区域进行调度存在的一系列问题,提出了基于关联规则的调度区域空间聚类划分方法。根据公共自行车在租赁点间的自流动性,利用杭州市公共自行车系统运行的OD数据,采用关联规则将具有较大相关性的租赁点归到同一个集合,然后对各集合中的租赁点根据距离大小等属性进行空间聚类划分,最后生成区域划分结果。并以杭州市公共自行车系统为例进行仿真验证,结果表明该方法具有有效性和实用性。然后,在对公共自行车作为一种公共交通工具本身所具有的自流动特性进行深入分析基础上,探讨了公共自行车系统的调度实际上是人工调度与需求自流动共同作用的一种调度,并基于此提出了一种自然混合调度的模型。即在满足公共自行车系统自然调度的基础上,建立了以综合成本最低为目标的多选择权重模型,采用滚动时域方法实时获取每一周期内的租赁点信息,并采用了改进的遗传算法求解每一个周期内的最优车辆调度路径。最后,以J2EE、Tomcat和Oracle为工具,基于B/S架构构建实验平台,在本文提出的数据分析及调度方法的基础上,设计开发了公共自行车系统运行数据时空分析及智能调度软件,并对本文提出的调度方法进行了验证。结果表明,本文提出的公共自行车系统自然混合调度方法,在优化各租赁点自行车数量方面具有预期效果,能够用于实践应用,以缓解借、还车难问题。