瓶颈模型是一个非常典型的通勤出行行为分析模型,其研究有助于人们认识城市通勤出行规律,该模型下的道路拥挤收费的研究则有助于交通管理部门制定合理的道路拥挤收费策略。与已有的瓶颈模型大多假设交通需求固定不变不同,本文研究随机需求瓶颈模型下的出行行为分析及最优道路拥挤收费。论文的主要研究工作如下：本文首先提出了一个出行需求随机并且服从任意分布的瓶颈模型。假设出行者以自身的平均出行成本最小为原则选择出发时间,即出行者的出行选择行为服从用户均衡原理。推导得到了该模型每个出发时间段的出发率和临界时间的解析解。理论分析和数值结果都表明：交通需求的随机性会增加出行者的出行成本和延长高峰时段,从而改变出行者的出行行为。在随机需求瓶颈模型的基础上,进一步设计了两种收费策略：时变收费和单步收费。对不同的收费策略下出行者的出行行为进行了建模分析,并给出了不同收费策略下道路拥挤收费价格的确定方法。数值结果表明提出的收费策略能够有效减少瓶颈处拥挤排队,可以显著提高随机交通需求瓶颈的通行效率,降低系统的总出行成本。