城市道路网络可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内,道路网络所提供的各种服务能够满足出行者出行需求的能力,它是衡量路网质量的重要指标之一。现代城市道路网络越来越庞大,越来越复杂；而且,人们对出行质量的要求越来越高,使得路网可靠性问题显得越来越重要,越来越突出。可靠度作为一个非常重要的概率测度参数能有效的评价交通网络的运行状态,特别是由于外界因素的干扰使得交通需求和道路的供应条件发生变化时,更能体现这一概率指标的适用性。因此本文在已有路网可靠性及相关研究基础上,针对以下几个方面的内容展开了研究工作。本论文首先在阅读有关研究文献的基础上,对各种可靠性的概念及进展进行了分析,得出目前可靠性的研究主要有连通可靠性、行程时间可靠性、容量可靠性及畅通可靠性等。并对各种可靠度的计算方法进行了分析与评述。深入分析了行程时间可靠性的基本理论及其相关模型,在研究行程时间的均值、标准差等特征值的基础上,由路段行程时间可靠度推导得出路径行程时间可靠度表达式,并利用边容量可靠性模型,建立了随机条件下的路网备用能力双层规划模型。讨论了行程时间可靠性和容量可靠性并不是相互独立的,它们往往通过路段的交通流量及路段的通行能力联系在一起。基于两者联系把行程时间可靠性与容量可靠性综合在一起提出了新的可靠性指标。新的可靠性指标定义为路段的交通流量不超过某一变量的概率,是一种能够反映路网综合性能的指标。建立了基于新的可靠性指标的路网备用能力双层规划模型。分析了路网畅通可靠性的路段、路径、OD对以及路网畅通可靠度的计算方法,建立了以整个路网畅通可靠度最大为目标的模型。考虑到路网畅通可靠度模型与概率用户均衡交通分配模型(出行者的路径选择行为模型)的相通之处,建立了下层规划为路网畅通可靠性交通分配问题的路网备用能力双层规划模型,并实例验证了其可行性。对路网可靠性及其模型的应用进行了简要分析研究,即,分析了新的可靠性指标在交通分配及交通系统评价中的应用；探讨了可靠性模型在计算路网容量可靠度及交通控制中的应用。