目前,我国城市道路交通拥堵现象日益严峻,与此同时,城市交通出行结构进一步丰富,出行者的出行决策目标日益多样化。本研究以道路拥挤收费为手段优化道路资源配置,改善交通系统运行状态。结合城市交通出行结构的复杂性和出行用户群体的多样性,构建多种出行模式多类别出行者的交通均衡网络,对随机用户均衡条件和随机用户均衡分配问题进行研究,建立了考虑时间价值异质性的多模式多类随机用户均衡网络拥挤收费模型。为了更加准确地反映出行者选择行为,考虑出行者时间价值的异质性,对出行成本进行综合考量。在拥挤收费网络中,首先构建考虑出行者时间价值异质性的交通均衡流量分配的一般模型。随后,引入两种交通方式来描述道路交通条件,探讨公共汽车和小汽车两种出行方式并存的城市路网中,出行者出行方式划分和流量分配的组合问题,建立考虑方式划分和流量分配的巢式Logit多模式随机用户均衡模型。基于随机效用理论和变分不等式方法,对实施拥挤收费措施的交通网络中多模式随机用户均衡模型的构建进行研究。不同的拥挤收费政策会对网络均衡状态产生不同的影响。接着,考虑拥挤收费政策对网络均衡状态的影响,给定网络性能综合评价指标,并以最小化网络综合成本为目标,对网络中拥挤收费政策进行优化,建立拥挤收费方案优化的双层规划模型,并对该双层规划模型的求解算法进行讨论。最后,选用两个数值算例说明模型及算法的应用,验证其有效性。通过算例求解结果,分析讨论拥挤收费政策以及时间价值异质的用户分类考虑与否,对随机用户均衡网络中出行者出行选择、出行成本的影响,以及出行群体时间价值异质对拥挤收费政策的优化方案确定的影响。本研究不仅是对传统交通均衡模型的一种积极改进,能够进一步客观、有效地再现拥挤收费对网络状态的影响,并且其结论能够为交通管理者提出合理的、可实施性强的交通拥挤收费政策提供依据和理论支撑。