随着中国城市化发展进程的推进以及城市道路基础设施的日渐完善,私家车保有量急剧增加,许多城市出现了严重的交通拥堵问题。道路拥挤收费是缓解城市交通拥挤的有效措施之一,其在新加坡、英国等国家已成功应用并取得良好的效果,然而,由于缺乏民众支持度,拥挤收费在我国还处于理论探索阶段,因此,本文在国内外理论研究的基础上,以实现出行公平性和政策可实施性为目的,研究城市道路拥挤收费定价问题。本文研究了单一出行方式和混合交通网络两种情景下的拥挤收费定价问题,同时分析了拥挤收费对出行者出行路径选择以及出行方式选择的影响。在单一出行方式下,本文建立了城市道路拥挤收费双层模型,上层模型以运输网络的总广义出行成本最小为目标,优化了拥挤收费的路段及拥挤收费定价。下层模型为用户均衡分配模型,描述了出行者的出行决策。在混合交通网络下,本文建立了基于公平性的城市道路拥挤收费定价及公交补贴双层模型,分析了私家车和公交车两种出行方式下的拥挤收费定价问题。在上层模型中,设计了公平性约束,保证在交通规划管理者制定路段收费价格后,每个OD间至少存在一条不收费的路径,使出行者仍可以享有基本出行权利。同时为了提高公众对拥挤收费的支持程度,将拥挤收费的收入用于提高公交服务水平,对换乘票价给予补贴,并购入新公交车,提高拥挤路段公交车的发车频率。下层模型是多方式混合交通网络均衡模型,同时实现交通方式划分和用户均衡。此外,本文使用改进的混合模式搜索算法对两个拥挤收费定价模型的上层模型进行求解,并使用Frank-Wolfe算法和改进的连续平均算法分别对两个模型的下层模型进行求解。最后,算例分析结果表明,本文提出的两种情景下的拥挤收费定价方案均可以使运输网络总广义出行成本和运输网络总出行时间下降,改善道路出行环境。同时,本文提出的混合交通网络下的拥挤收费定价方法考虑了拥挤收费的公平性,并改善了公交系统出行环境,因此,在实施中更容易获得公众支持。