随着城市化、机动化的快速增长，居民的机动化出行需求大幅度增加，然而随着机动车保有量的上升，城市道路交通拥堵，空气污染日益加剧。公交发车间隔作为公交运营调度的核心工作，如何制定合理的发车间隔已经成为一个突出的研究课题。因此，从经济效益、社会效益、环境效益三方面着手，对上述问题做了较详细的研究和探讨。论文首先研究了车辆运行的特征和影响公交发车间隔的主要因素。对比分析了客流数据采集的方法及客流特征，采用K-均值聚类法对客流时段进行划分，确定了单程运行时间、总客流量、断面客流量及满载率计算方法。分析了碳排放和发车间隔的之间的密切关系，并对公交车辆碳排放的特点及影响因素进了简述，具体从车辆靠站停驶和正常运行两个过程介绍了碳排放量的计算方法，为后文的模型研究及案例分析奠定了基础。其次，借用多目标优化的基本原理，构建了一个以碳排放量最小、车内拥挤度最小及企业收益最大为目标函数的发车间隔优化模型，以最低满载率和乘客能忍受的满载率上限为约束条件。其次，运用遗传算法对建立的模型进行最优化求解，设定了算法的求解步骤。最后，通过对实际线路的数据调查及数据分析，运用企业的相关数据设定模型的参数，并运用MATLAB软件编程，寻找最优的发车间隔，并与线路的实际情况进行对比分析，结果表明模型的最优解与实际基本符合。