این پژوهش، در پی طراحی برنامه زمانی بهینه حرکت ناوگان اتوبوس، تعیین قیمت بلیت سفر و نیز طراحی برخی مکانیزم های تشویقی مسافران با هدف بیشینه سازی درآمد یک شرکت مسافربری بین شهری در محیطی رقابتی است. نوآوری اصلی این تحقیق ارائه مکانیزم های تشویقی برای حفظ مشتری است؛ در مواقعی که نمی توان در لحظه مورد درخواست به او سرویس داد. مسئله به صورت یک مدل غیرخطی عدد صحیح آمیخته فرموله شده است. سپس، با استفاده از روش قطعه قطعه خطی مسئله به صورت یک مدل خطی عدد صحیح آمیخته بازنویسی شده است. به منظور ارزیابی مدل و اعتبارسنجی آن، تعدادی مسئله آزمایشی طراحی و به کمک حل کننده cplex حل شده است. با اعمال تغییرات، مدل دیگری ارائه شده که مقدار قیمت بلیط شرکت هدف را به صورت پارامتر و برابر با سقف مجاز قیمت بلیط در نظر گرفته است. با استفاده از آزادسازی لاگرانژی و روش زیرگرادیان، یک حد بالای مناسب برای مسئله به دست آمده است. سپس، یک الگوریتم ابتکاری را ارائه میدهیم که جواب ناموجه لاگرانژی را به منظور به دست آوردن یک جواب موجه تعمیر کند.