交通出行方式的多样化虽然有让居民出行更加便捷和生活质量提高的正外部性体现,但同时也带来了诸多负外部性问题。这些负外部性不仅表现为对外部环境影响,如交通尾气产生的空气污染以及对生态环境的破坏,同时还表现为城市多方式交通出行的使用者之间、使用者与非使用者之间的诸如交通拥堵、环境污染等问题。本文以城市多方式交通网络为基础,针对城市多方式交通出行建立适当的模型对其外部性进行分析,并在此基础之上对外部性优化问题进行分析研究,可以为整个城市多方式交通出行网络的社会外部性优化提供参考借鉴,主要内容包括以下几个方面：(1)引入一种分层网络结构来描述城市多方式交通网络系统,分析出行者在多方式交通网络中的选择行为(包括出行方式选择和路径选择),构造出城市多方式交通网络的广义费用函数和路段阻抗函数；在此基础上提出城市多方式交通出行网络流量分配模型,利用MSA算法进行求解并通过一个简单算例进行验证。(2)针对城市多方式交通出行的外部性问题,从尾气排放和交通拥堵评价两方面出发,对这些指标与路段的交通量、出行速度、路段长度等之间的关系进行分析,给出相应的模型并综合考虑,然后通过一个实例,利用灵敏度分析的方法对城市道路交通系统的外部性进行分析。(3)提出基于社会外部成本的多目标规划模型,并给出求解算法。以交通价格作为决策变量建立基于社会外部成本的城市多方式交通出行优化模型,该模型为多目标双层规划模型。上层模型将城市交通出行网络的社会外部成本作为优化目标函数,即考虑机动车的尾气排放量和拥堵成本等指标的多目标规划模型,决策者为交通管理部门。下层规划模型则是对出行者的出行行为进行分析而建立的多方式出行流量分配模型,决策者为出行者;并给出求解算法,最后通过算例进行分析和验证。