常规公交投入的不断增长与需求的持续下降已成为公交运营过程中的一对主要矛盾,倘若公交运营稳定性得不到改善,公交服务品质无法提高,居民对于常规公交的出行需求将越来越小,矛盾不但得不到解决,还将愈演愈烈。因此,本文从单线路公交车辆运营稳定性方面展开研究,并针对公交线路运营过程中存在的问题提出了一种优化控制方法。根据不同的道路基础设施条件和公交优先设施配备情况,本文选取了上海市71路中运量、西安市600路以及西安市15路三种类型的公交线路作为研究对象,分别对三条典型线路上公交车辆GPS数据进行提取,分析了基于车头时距数据的公交运营特征。同时将随机的站点乘客服务时间以及信号交叉口延误作为影响公交车头时距的两大主要因素,结合公交IC卡数据对站点客流分布特征进行研究从而确定了各站点的乘客到达率,并根据交叉口公交专用道配备情况对15路及600路分别计算其信号灯延误。在各基础参数确定的基础上,本文提出了基于公交车辆车头时距稳定性的一种实时速度控制方法,其目的是最小化单线路上各离站车辆的实际车头时距与理想车头时距的偏离程度。建模过程中根据线路特征选取对应基础参数,并强调了道路路段差异性,根据不同道路基础设施条件和各个路段的拥堵程度设定了不同的速度调节系数以增强控制方法的可实践性。最后,通过控制前后的公交车辆车头时距稳定性及车辆运营轨迹对比,对本文提出的速度控制模型的控制效果进行分析,并从车辆发车间隔和路段拥挤段长度两方面探索模型适用的边界条件。结果表明,公交实时速度控制策略的实施可以有效解决由于车头时距偏离引起的运营问题,控制后,三种类型线路上的公交车辆集结态均降低了65%以上,第一类和第三类大间隔状态分别降低了64%和25.64%,第二类大间隔状态消失;三类线路平均乘客候车时间降低率分别达到了51.6%、45.4%和31.8%,表明速度控制模型平衡了车辆离站时间间隔,减少了乘客的出行时间,同时在满足最优目标函数的前提下尽可能提高了整体公交运营速度。