Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνώνται υπηρεσίες μεταφοράς επιβατών με ειδικές απαιτήσεις με τη χρήση μέσων μαζικής μεταφοράς υπό κανονικές και έκτακτες συνθήκες.Συγκεκριμένα, η παρούσα διατριβή αρχικά επικεντρώνεται στον σχεδιασμό εξατομικευμένων μεταφορικών υπηρεσιών με τη χρήση μέσων μαζικής μεταφοράς, και συγκεκριμένα του δημόσιου συστήματος λεωφορείων. Επιπλέον, εξετάζεται πως οι σχετικές υπηρεσίες δύνανται να βελτιωθούν ενισχύοντας το σύστημα λεωφορείων με μισθωμένα οχήματα. Οι εν λόγω υπηρεσίες έχουν στόχο την παροχή κινητικότητας υψηλής ποιότητας σε άτομα που χρήζουν ειδικών συνθηκών μεταφοράς, ενώ λαμβάνεται υπόψη και το σχετικό κόστος.Για τη μελέτη αυτών των συστημάτων ορίστηκαν νέα προβλήματα προγραμματισμού δρομολογίων, τα οποίο διατυπώθηκαν ως προβλήματα μεικτού γραμμικού ακεραίου προγραμματισμού και επιλύθηκαν με νέες μεθόδους Κλάδου και Αποτίμησης (ΚΑ). Επίσης, διεξήχθηκαν εκτεταμένες πειραματική μελέτες για το κάθε σύστημα με τη βοήθεια των αντιστοίχων μεθόδων ΚΑ για την μελέτη της επίδρασης των βασικών παραμέτρων των συστημάτων στην ποιότητα εξυπηρέτησης.Επίσης, στην παρούσα διατριβή διερευνώνται περιπτώσεις εκκενώσεων περιοχών εν όψει εκτάκτων καταστάσεων. Για την περίπτωση αυτή, διερευνούμε το πρόβλημα του προγραμματισμού εκκένωσης περιοχών με τη χρήση υφιστάμενων δημόσιων συστημάτων λεωφορείων, λαμβάνοντας υπόψη σημαντικούς περιορισμούς που σχετίζονται με τη δυναμικότητα των διαθέσιμων καταφυγίων. Επιπροσθέτως, διερευνούμε επέκταση του παραπάνω προβλήματος, η οποία αφορά τη μεταφορά τραυματιών σε νοσοκομειακές μονάδες, είτε μόνιμες και μεγάλης δυναμικότητας είτε προσωρινές και μικρής δυναμικότητας.Για την επίλυση των προβλημάτων εκκένωσης αναπτύξαμε ένα πλαίσιο επίλυσης δύο φάσεων, το οποίο συνδυάζει κατάλληλα γνωστές ευρετικές και ακριβείς μεθόδους. Η πειραματική διερεύνηση σχετικά με τα προβλήματα εκκένωσης αφορούσε την αξιολόγηση του προτεινόμενου υβριδικού πλαισίου Αρχικά, επικυρώθηκε η ποιότητα των λύσεων που παράγονται από το υβριδικό πλαίσιο συγκρίνοντάς τες με τις βέλτιστες λύσεις που παράγονται από την επίλυση του μαθηματικού μοντέλου για προβλήματα μικρής κλίμακας.Τέλος, εκμεταλλευόμενοι μερικά από τα σημαντικά χαρακτηριστικά των παραπάνω προβλημάτων, καθώς και των μεθόδων επίλυσης που αναπτύχθηκαν για αυτά, μελετήσαμε ειδικές περιπτώσεις στον τομέα των logistics. Οι ειδικές περιπτώσεις του τομέα των logistics που μελετήθηκαν αφορούν τη δρομολόγηση ενός οχήματος και δύο σημείων αναπλήρωσης του αποθέματος του οχήματος.