در سیستم حمل‌ونقل عمومی شهری، منظم بودن حرکت ناوگان اتوبوسرانی یکی از پایه‌های اصلی رضایت مسافران به شمار می‌رود. پژوهش حاضر با هدف کمی‌سازی میزان تأخیر سرویس‌های اتوبوسرانی و شناسایی مؤثرترین شیوه‌های کاهش آن در خطوط درون‌شهری انجام شده است. محدوده مورد مطالعه، شبکه خطوط اتوبوسرانی کلان‌شهر شیراز می‌باشد. برای دستیابی به اهداف تحقیق، داده‌های میدانی شامل تعداد مسافران سوار و پیاده شده، تعداد ایستگاه‌ها، مدت زمان مکث در هر ایستگاه و روش پرداخت کرایه (نقدی یا الکترونیکی) از ۲۸ دستگاه اتوبوس در ۱۴ خط اصلی جمع‌آوری گردید. با بهره‌گیری از تحلیل رگرسیون خطی چندمتغیره، مدلی برای برآورد زمان تأخیر ارائه شده است. یافته‌ها نشان می‌دهد که به ترتیب تعداد مسافران سوار و پیاده شده، مدت زمان توقف در ایستگاه، تعداد ایستگاه‌ها و استفاده از کارت بلیت (با اثر منفی) بیشترین سهم را در پیش‌بینی تأخیر دارند. بر اساس نتایج، جایگزینی پرداخت الکترونیکی به جای پول نقد می‌تواند زمان تأخیر را تا حدود ۳۲ درصد کاهش دهد. همچنین ایجاد ایستگاه‌های پهلوگیری و توسعه سامانه‌های هوشمند اطلاع‌رسانی به عنوان مؤثرترین راهکارهای فنی-اقتصادی معرفی شده‌اند.