科学合理的核心城市对外交通规划是城市群交通规划和发展的“牵引力”和“助推器”,但是,作为城市发展新形态的城市群的建设,在我国经历的时间并不长,城市群交通尤其是核心城市对外交通规划的理论研究尚处在起步阶段,具有实践指导作用的方法与成果还十分有限。当前,有关核心城市对外交通规划通常还是简单套用传统的城市交通规划的“四阶段”方法。然而,城市群背景下的核心城市对外交通,无论交通需求特征,还是多方式多层次的交通构成都明显不同于传统的城市交通,因此,理论上和实践上人们一直在积极探索反映核心城市对外交通特性的交通规划方法。本文就是以北部湾城市群核心城市南宁市为研究对象,在分析城市群单核心与多核心结构的不同,对外交通需求更多地体现经济吸引强度,对外交通线网涵盖高速铁路、普速铁路、高速公路多方式多层次等复杂网络特性的基础上,探索运用复杂网络理论剖析既有交通线网的不足,明确规划方向,构建线网并建立双层规划模型,为城市群核心城市对外交通规划提供可操作的理论与方法。论文主要研究内容如下:(1)分析了核心城市对外交通与城市群发展之间的关系,阐明了核心城市在城市群中所处的地位,将传统意义上的城市对外交通和核心城市的对外交通相比较,指出城市群核心城市对外交通的特点具有层次性,确定了对外交通线网中主要的交通方式构成为高速公路、高速铁路以及普速铁路等。(2)在城市群层面扩展传统的“四阶段”规划方法的应用,主要包括核心城市对外交通规划期内客货运需求总量预测、各方向运量比重预测和各方向分方式的客货运需求量分布。为保证结果的准确性,根据客货运交通流的特点应用不同的预测模型,最终得到较为符合城市群核心城市各目标年对外交通不同方向的交通量变化的方案。(3)对核心城市的对外交通线网建立网络拓扑结构,基于复杂网络理论的节点的度、聚类系数、最短距离等评价指标,对现有的对外交通网络进行评价,分析现状核心城市对外交通网络所存在的问题,针对不同的问题提出合理的解决方案,形成需要优化对外交通线网的规划线路集,为后续双层规划模型的构建提供备选线路集。(4)对既有线路和规划线路集建立双层规划模型,上层模型为广义费用最低,包括新建线路的费用和因新建线路引起交通流变化的旅行费用;下层模型为通道内的交通流的随机分布模型,代表用户在通道内的出行行为。应用混合粒子群遗传算法对模型进行求解,得到不同目标年不同方向的线路建设方案。通过对城市群核心城市对外交通的定位与作用、对外交通的需求预测和线网特性分析与模型求解的研究,构建了城市群核心城市对外交通网络设计的基本框架,希望本文能够为中国城市群和核心城市的对外交通发展提供一定的参考。