城市公交运营线路固定，其线网布设的优劣是衡量公交发展程度、运营能力及服务质量的重要指标。因此，公交线网优化对提高乘客出行效率、降低运营投入及完善资源分配具有十分重要的意义。下面将分别介绍基于不同目标的公交线网优化技术。
1.基于交通效率的公交线网优化
公交效率为一定的公交投入与该投入所产生的对居民公交需求满足程度之间的对比关系，运输效率越高，在相同的公交投入下居民对公交需求的满足程度越高。公交的投入主要包括线网建设费用、车辆费用及能源消耗，公交的需求主要指乘客的总出行时间。基于交通效率的公交线网优化即以上述多种费用及总出行时间的最小化为目标。
1）公交线网建设费用
设公交线网中的路段集合为A，则公交线网建设费用可以表示为
式中：F——公交线网建设费用，元；
qp
a
——公交线网中路段a的公交流量，pcu/h；
qa
——公交线网中路段a的交通流总量，pcu；
la
——公交线网中路段a的长度，km；
Ca
——公交线网中路段a的通行能力，pcu/h；
fa
（Ca
）——路段a建设费用函数。
2）公交车辆费用
设全部公交车辆集合为E，则公交车辆费用可以表示为
式中：V——公交车辆总费用，元；
PCHe
——公交车辆e的购置费用，元；
MTe
——公交车辆e的维修费用，元。
3）公交能源消耗
公交的能源消耗量可以表示为
式中：ERC——公交的能源消耗量，MJ/（pcu·km）；
τb
（vab
）——公交线网路段a上第b种公交车型在vab
速度的行驶工况下的能源消耗因子，g/（pcu·km）。
4）乘客总出行时间
设公交车型集合为B，则公交乘客的总出行时间可以表示为
式中：T——公交乘客的总出行时间，h；
Pb
——第b种公交车型的平均载客人数；
q