交通设施投资至关重要,在城市规划以及经济发展的战略性决策中,占有非常重要一席。大多数交通网络项目具有三个同样的特性：高成本性,部分或完全不可逆性以及投资阶段的各种不确定性。当前的交通投资决策研究大多数基于对于未来状态的单点估计。这种决策没有考虑到未来的不确定性,因而当未来状态与预计不一样的时候,也没有办法采取措施去改进系统,这样将给社会带来巨大的经济损失。因此,本文考虑了随机需求下的交通网络设计问题。交通需求的不确定性导致了整个交通网络的网络参数的不确定性,即确定性的交通网络成为了随机的交通网络。在随机交通网络中,标准的交通均衡条件已经不再适用,因为此时路段费用也是不确定的。并且,当确定的路段交通流满足均衡条件时,期望的路段交通费用并不一定满足均衡条件。尤其是在弹性需求情形时,不确定的交通费用会反过来影响交通需求,从而影响整个交通网络,因而此时标准的均衡条件定义都不再适用。尽管如此,最近文献中提出了弹性需求下的随机交通网络均衡条件,但是随机需求建模中缺乏显性的随机交通需求与随机交通费用的确切关系,所以没有给出确切的计算方法。本文通过修改传统的MSA算法,克服了缺乏显性需求函数关系的困难,提出了相应的弹性需求的随机路网用户平衡计算方法。最后,本文给出了算法在一个经典网络上数值算例,数值结果验证了相关理论及算法的有效性。在此基础上,本文研究了多阶段的随机交通网络的网络设计问题,主要考虑了道路收费方案的设计问题。本文不仅考虑了最近有关随机交通网络文献中广泛使用的短期的交通需求不确定性,并且引入了阶段间的长期交通需求增长不确定性。针对长期不确定性,文中提出了随机情景树(Stochastic Scenario-tree)方法,扩展了传统的情景树方法。进一步,本文引入阶段间的弹性依赖关系,从某种程度上反映了土地利用的影响,更加符合实际。在上述基础上,本文建立了多阶段的随机交通网络的网络设计模型,并给出了解的存在性定理以及基于遗传算法的计算框架,并给出了数值算例。