当前,交通基础设施规模高速增长,交通网络节点间连接数量不断增加,网络各要素关系变得更加紧密,促进交通网络复杂化。一方面,交通复杂网络使得节点间出行时间极大缩短,交通网络运行效率得到极大提高;另一方面,由于节点间连边数量增多,交通复杂网络也将面临更多突发事件挑战,如交通事故、自然灾害等。突发事件会导致交通网络路段单元中断,而对这些故障行为缺乏深刻理解将可能导致对关键路段单元潜在运行风险的错误估计和严重后果。因此,针对交通网络的脆弱性研究非常重要。本文依托国家重点研发计划课题,针对区域内公路网的脆弱性进行研究。首先,本文对公路网脆弱性评价的相关知识进行介绍,针对区域公路网基本特性进行概述,分析区域公路网的结构与功能,并将本文研究范围限定为省域和市域,公路网限定为高速公路网、一二级公路网以及高速-一二级双层公路网;明确区域公路网脆弱性概念的定义,并分析区域公路网脆弱性的影响因素;再针对区域公路网的研究手段(复杂网络理论)进行简述。然后,选取国内20个重要地级市和4个重要省份的公路网作为区域公路网拓扑性质分析对象,将区县、地级市作为拓扑结构图的节点,节点间的高速公路、一二级公路作为边,利用AutoCAD与Supermap自动生成邻接矩阵,再运用Matlab对邻接矩阵进行仿真计算与分析,结果表明:市域和省域高速公路网、一二级公路网、双层公路网均依次具有更好地拓扑性态,即更好的局域连通性,更低的网络负荷,更优的全局可达性;随着区域范围增大,公路网的平均边介数增大,节点变得越加重要,局域连通功能、可达性随之降低。最后,结合区域公路网拓扑性质分析结果,本文从路段单元(微观)和系统(宏观)两个层面对区域公路网脆弱性进行分析。微观层面脆弱性表现为公路网性能对于单一路段单元中断的敏感程度,结合区域公路网拓扑性质和影响因素,建立基于连通和基于效率的路段单元脆弱性评价模型,采用K-均值聚类实现对路段单元脆弱度分级,并以宁夏公路网作为实例进行脆弱性评价,提出降低路段单元脆弱性的微观策略。宏观层面脆弱性表现为公路网性能对于一定规模路段单元同时中断的敏感程度,主要采用随机和恶意的攻击策略,并改进网络效率指标作为系统脆弱性评价指标,并以贵州、江苏、宁夏三省区域公路网为例,对区域公路网系统层面的脆弱性进行评价。