近年来,随着城市经济发展迅猛和交通需求急剧上升,相对滞后的道路增长已不能满足不断增长的交通需求,交通供需不均衡的矛盾变得日益尖锐。为缓解城市交通拥挤的现状,本文围绕加大城市交通基础设施投资与道路拥挤收费定价问题开展系统全面研究,研究结果有望为城市交通规划管理、交通政策分析以及城市可持续发展提供理论基础和科学依据。首先,研究了未来人口规模不确定下的城市公共交通技术投资决策问题。建立了公共交通技术选择和投资时机实物期权模型。该模型考虑了不同公共交通技术投资对城市空间结构,用户住房选址行为以及住房市场的影响,得到了公共交通技术投资决策的临界人口以及不同公共交通技术之间转换临界人口的解析式,同时对公共交通技术投资对城市系统的影响作静态分析。论文以两个中国城市为例阐述了该理论的应用,对比分析了有无考虑城市土地利用均衡两种情况下的公共交通技术投资决策方案,揭示了公共交通技术投资与城市经济发展之间的关系。其次,研究了单中心城市下城市道路拥挤收费时机决策问题。提出了解析性模型来确定最佳拥挤收费时机、收费位置和收费水平,使得城市交通系统的总社会福利最大。模型考虑了城市系统中的三类代理之间的相互关系：政府的目标是通过确定最优收费实施时机,使得整个城市系统的社会福利最大；房地产开发商通过确定在土地市场的资本投资强度,以最大化其提供住房的净利润；通勤者基于其收入水平通过确定最佳的住房位置和住房面积从而最大化其效用使用该模型分析了城市拥堵收费政策对居民居住选址和住房市场(住房价格、住房面积)的影响,对比了固定收费位置的拥挤收费政策、可变收费位置的拥挤收费政策以及不收费三种情况。该模型应用到中国几个城市,揭示了拥挤收费政策、城市人口规模、居民收入水平、拥挤费政策、可变收费位置的拥挤收费政策以及不收费三种情形。该该模型应用到中国三个城市,揭示了拥挤收费政策、城市人口规模、居民收入水平、拥挤费收集成本以及城市发展之间的关系。最后,研究了可持续的道路能力投资与拥挤定价问题。该论文建立了面向环境可持续的道路能力投资与拥挤定价集成模型。本文考虑了交通排放对环境污染带来的成本,通过优化道路通行能力、通行费收费水平以及收费位置来使得社会福利最大化。本文考虑了自融资约束条件以及政府补贴政策下的道路能力投资和拥挤收费方案,对比了政府补贴对通行费收费的影响。为可持续的城市交通规划管理提供科学依据。