在城镇化进程的加快的背景下,面对经济的快速发展与私人小汽车保有量的不断增加,交通拥堵加剧、交通事故频发、城市环境恶化、能源消耗严重等城市交通问题在特大城市愈演愈烈。优先发展公共交通,走公交都市之路成为实现特大城市可持续发展的必然选择。近年来特大城市轨道交通及快速公交的建设速度不断加快,公共交通服务水平得到了提升。但是面对小汽车出行比例的迅速增长,地面公交的运营环境却越发艰难。在城市规模扩大、出行需求多样化的背景下,地面公交既有的网络布局难以适应新时期的要求,更面临公共自行车、共享单车等新型公共交通方式的冲击,客流量和分担率不断下滑,地面常规公交进入了急需变革的新时期。论文通过对特大城市出行特征以及公共交通系统功能的分析,从供求关系的角度阐明新时期下地面常规公交的新定位。提出以公交都市为导向,以构建“开放、多元、一体”的公交系统为目标,以“多网融合、一体服务”的新思路,研究特大城市在轨道交通网络初步形成的背景下地面公交线网的优化问题。充分考虑轨道交通网络化后地面公交功能定位的转变,从整体出行链角度,以“分区、分层”为原则,建立优化模型,研究布设方法。首先,论文从特大城市公共交通出行需求分析入手,分析特大城市在城市规模与空间形态、经济社会发展两方面对公共交通提出的需求,把握特大城市出行特征的变化,研究这些变化趋势与公共交通之间的互动关系,为后续研究特大城市公共交通系统的功能结构理清需求基础。其次,在需求分析基础上,开展特大城市公交网络功能机理与发展要求的研究。通过解读公交都市内在机理,研究特大城市构建以公交都市为导向的公共交通系统的要求。通过对公共交通各子系统的特性分析,以“多网融合、一体服务”为目标,从出行全过程的角度,对地面公交重新定位,提出面向客流需求的多层级地面公交网络优化的新思路,指出现阶段地面公交优化的两个重要方向:与轨道交通网络的融合发展以及自身网络结构的分级重塑。再次,论文在地面公交网络功能定位的基础之上,对特大城市地面公交网络结构特性展开了分析,分别研究了地面公交网络与轨道交通网络之间的结构关系以及其自身系统内部的分层关系。提出公交服务分区以及地面公交线网功能层级划分的思路与方法。同时对地面公交网络与轨道交通网络之间的拓扑关系进行了分析,将地面公交线路划分为与轨道网络并行集合、相交集合以及无关系集合;并提出了针对并行集合与相交集合的判定方法,以及不同阶段两网融合的网络特性。最后,论文提出了基于轨道交通网络的地面公交线网优化方法和验算实例。针对轨道交通与地面公交一体化网络,并基于地面公交分层指标,给出在网络拓扑关系中与轨道交通形成并行关系和无关系线路的优化候选线路生成算法;在此基础上建立既考虑乘客利益同时兼顾企业效益、社会效益的多目标优化模型。并以南京河西中北部地区为例,进行了实例演算,说明了研究的实用价值与意义。