大多数投资决策在不同程度上具有三个基本特征:不可逆性、回报不确定性和时机选择性。这三者之间的相互作用决定了投资者的最优决策。传统的投资理论往往忽视了投资决策的这三种基本特征及其相互作用。对城市交通基础设施的投资就是一个典型的不可逆投资机会,如何在城市人口数量及其交通拥挤程度不确定的条件下,正确评估投资项目可能产生的效益,以及选择最优的投资时机将是本文研究的核心论题。实物期权是将金融市场的期权理论应用到企业的投资决策上的一种方法。它是一种新兴的项目评价方法,是一个简单灵活但却十分有效的评价框架。实物期权理论的应用范围十分广泛,在风险投资项目的评估、企业R&D 项目评价、具体行业产品定价以及公司理财等许多研究领域都有其独特的实证价值。本文运用实物期权的方法研究在进行城市交通基础设施时投资时间选择的不确定性与不可逆性的影响。首先以一个人口随机变动的中心城市为具体的模型,这个城市的土地租金,土地价格和交通成本是通过人口的拥挤程度而变化的,交通管理部门拥有决策权,选择何时购买土地并建造交通基础设施来减少人口的拥挤程度。然后选择实际的参数值计算出的数值结论进行实证分析。结论表明:一些简单投资模型的基本观点因为城市人口界限的存在并不成立,同时也说明了当公共投资者在进行基础设施投资以减少城市的外部性时,各项不确定性因素对投资决策的过程具有很重要的影响。由于实物期权理论在企业投资决策方面的应用已相当普遍,但其在公共投资方面的研究尚不多见,因此本文的模型、方法与结论同样可以推广到大量的由政府部门承担的大型基础设施的投资项目中。