城市路网是城市交通的重要基础设施,是交通中运输工具的载体。近年来交通状况每况日下,路网可靠性方面的研究引起了更多人的注意。城市路网可靠性是衡量路网运行状况的动态型概率指标。路网可靠性的研究能够为交通规划工作者提供相关参数,帮助交通规划和决策人员制定和提出更优的方案。在阅读国内外路网可靠性问题相关文献的基础上,本文进一步分析了路网可靠性和脆弱性的区别与联系,对路网可靠性指标进行综合研究,首次提出将其系统性地划分为生存性、稳定性、和有效性三类指标。本文的主要研究对象—畅通可靠性属于有效性指标。通过对交通供求随机性的分析与刻画和路网畅通可靠性现有研究成果的研究,本文对畅通可靠性现有计算模型进行分析,首次提出了单元独立条件下,以平均速度为指标的路段畅通可靠性的计算模型。并对路网系统畅通可靠性算法进行深入研究,借鉴结构可靠性理论,引进极端化的概率网络估计算法,提出考虑节点可靠性和单元相关性的可靠性计算模型,并举例验证。在对可靠性指标之间的联系进行分析的基础上,提出对稳定性指标和有效性指标进行综合研究的方向与方法,提出了容量限制条件下的畅通可靠性计算方法,并将其应用到道路网络设计问题中。提出了基于Davidson改进路阻函数的改进概率用户平衡模型,作为双层规划模型的下层。在对双层规划模型的现有解法进行研究的基础上,提出了运用混沌优化算法求解双层规划模型的思路,并用该方法和模型求解一个简单算例,检验了模型与算法的有效性,为更深层次的研究工作打下基础。