摘要：交通网络设计对于提高网络功能,优化资源配置,改善用户出行条件等发挥重要的作用,在近几十年的发展研究中取得了极大地进展。本文在分析和总结现有交通网络设计研究成果的基础上,本文分别研究了基于可靠性和稳定性的拓扑结构优化问题,危险品运输的连续交通网络设计问题,以及出行时问可靠性的连续交通网络设计问题,并运用数学建模的方法给出了问题的优化模型,在此基础上应用本文的算法进行了数值实验。本论文的研究工作主要有如下几方而：(1)考虑到交通运输网络的可靠性因素以及拓扑结构的稳定性因素,论文分别引入网络连通可靠性和网络结构熵的概念,分别将其改进为系统的优化目标,建立了基于连通可靠性和网络结构熵的多目标离散网络设计模型,并设计了交叉熵算法来求解该问题。通过优化计算,算例结果表明系统的优化目标是可行的并能够较好的改善网络拓扑结构功能。(2)为了均衡危险品运输过程中的所带来的潜在风险,社会公平性已经纳入到规划者的规划思路里来,本文考虑到路段风险和社会公平性,建立了危险品运输网络设计问题双层优化模型,其中上层是交通管理部门确定最优路段能力规划方案,目的使风险均衡,下层是混合用户平衡配流模型,并采用粒子群算法求解该问题。数值实验分析了网路拓扑结构,危险品车辆比例等对于网络风险的影响情况。(3)在交通网络设计问题中最为关键的问题之一就是如何准确合理的模拟网络用户的出行行为,符合实际的行为描述有助于决策者做出正确的投资决策。在路段能力随机下降的情况下,用户不但要求准时到达目的地的可靠度,与此同时出行时间的不可靠性也成为关注的重点,这种路径选择机制已经在用户的择路行为中明确的表现出来,因此在交通网络设计问题中必须将用户的这种行为考虑进来,本文引入了mean-excess travel time(METT)的概念,并设计了连续交通网络设计双层规划模型,运用粒子群算法求解。优化结果证明了模型有效性以及求解算法的可行性,同时METT也能较好的反映用户的择路行为。