近年来,随着人们生活水平的提高以及经济建设的不断发展,城市交通拥挤情况已然成为亟待解决的关键问题,城市地面交通作为城市交通的重要组成部分,长期的交通拥堵为居民出行带来极大的不便。以城市交通网络为研究对象,利用Python、R语言等编程语言进行建模分析,考察交通路网结构建设的合理性,对城市交通建设起着关键作用,为了评价交通路网结构的合理性,本文采用网络数据分析技术对城市交通网络进行了深入研究,从中得到了一些有意义的结论,能够为城市交通建设提供一些量化参考意见。长春、沈阳及哈尔滨作为东北三省的经济中心,一直是学者进行东北地区经济研究的重心。据高德报告提出,不管是经济发展水平还是城市规模以及车辆保有量都处于较高水平的沈阳的交通拥堵情况要明显好于哈尔滨和长春的交通拥堵情况。这三个城市交通状况的差异引起了我的研究兴趣,本文以这三个城市路网为研究对象,首先利用复杂网络理论的原始法对其进行复杂网络建模,网络建模后,对网络模型的静态拓扑参数如:度与度分布、平均最短路径、聚类系数、全局效率及应力中心性等进行对比分析,通过分析发现城市交通网络具有小世界网络特性,并利用熵权法对路网性质进行综合评价。之后,通过对网络中的边进行蓄意攻击和随机攻击研究网络的鲁棒性。研究发现,不管是在蓄意攻击模式下还是在随机攻击模式下,沈阳路网的鲁棒性最好,长春路网次之,而哈尔滨路网的鲁棒性最弱。由于在复杂网络的理论中,边介数代表了网络中边的信息传递重要性,一条边的边介数越大说明这条边在网络中占有越重要的地位,因此我们通过去掉最大边介数的方式来模拟实际路网中主干道修路情形,以此来研究路网的自我调节能力。我们发现,长春路网和哈尔滨路网在去掉最大介数边之后,拥堵路段呈现集中且连续的拥堵,车流量由于不能得到及时疏散,容易导致区域性交通瘫痪,而沈阳路网的拥堵路段呈现离散的小型拥堵,不易造成交通瘫痪。以上分析,我们发现了网络的块状结构对网络交通造成了很大影响,如长春路网的净月区域以及哈尔滨路网的松北区及呼兰区,由于块状结构与块状结构之间只通过少量边相连,这些边承载了过多的交通流量,更容易引起交通拥堵问题,因此,接下来我着重研究了网络的模块化程度对交通路网的影响。首先利用伪似然算法(Pseudo Likelihood,PL)对网络进行社区划分,得到各个路网的最优划分。为了使得不同网络之间模块化程度具有可比性,定义了基于模块度的模块化程度衡量指标与基于边概率矩阵P的模块化程度衡量指标,通过计算发现,哈尔滨路网的模块化程度最高,长春次之,沈阳路网的模块化程度最低。综上所述,本文通过复杂网络理论在城市交通路网中的应用,直观的反映了路网的特性及不足,之后,对路网建设的合理性进行评价,并结合实际情况,对路网的合理性建设提出有效建议,并对未来研究做出了展望。