我国城市发展模式具有高度集中和紧凑布局的特点,使得城市道路资源十分紧张,在此背景下,“公交优先”战略势在必行。而公交专用道的设置既是“公交优先”的前提,又是解决城市交通拥堵,提升城市公共服务的需要。然而公交专用道的设置不能一蹴而就,一方面要考虑资金的投入问题,另一方面考虑道路资源急剧变化造成的负面影响,因此常常分阶段进行设置,而不同时期交通出行需求也会发生变化。公交专用道线网规模也并非越长越好,不同城市有不同特点,要综合考虑当地经济发展水平和公交出行的需求。因此本文首先在第二章分析了公交专用道线网规模的影响因素,并确定公交专用道线网规模的,本文公交专用道线网规模求解采用随机森林法。然后在本文第三章,分析了公交专用道的设置对公交线路的运营带来的影响,在确定公交专用道设置方案的情况下,优化公交线路的运力配置及发车频率,求解公交运力配置模型采用的是分支定界法。接下来在第四章考虑公交专用道分时设置的问题,建立了分时设置的公交专用道线网布局优化双层模型,上层模型为公交专用道方案决策模型,该模型包含了第三章提到的公交发车频率优化模型,其目标函数为不同时期的公交车和私家车总的出行费用总和最小;下层模型分为两个子模型,包括交通方式划分模型和交通分配模型。求解交通分配模型采用了动态交通仿真的方法,求解双层规划模型采用了一种启发式算法——禁忌搜索算法。最后第五章以大连开发区为研究对象,确定了开发区30.4公里的备选公交专用道位置,预测得到公交专用道的线网规模为14.644公里-20.92公里。双层模型的优化结果显示,相比连续设置公交专用道的方案,考虑分时设置的公交专用道优化方案能够得到更优的结果。从道路交通流的角度,公交专用道的设置会缓解城市道路拥堵状况;从更长远来看,公交专用道的设置提高了公交运营服务水平,会吸引更多的出行者选择公交出行方式,这对城市公共交通的健康发展有着积极的意义。