近年来,以细颗粒物PM2.5和臭氧O3为典型代表的区域性大气污染问题日益突出,严重威胁生态环境和群众身心健康。为了提高环境空气质量,我国自2013年以来贯彻实施了一系列以《大气污染防治行动计划》牵头的大气污染防控对策和具体方案,并取得了较为可观的成绩,但仍然存在部分城市PM2.5污染超标的现象。偏重工业的产业结构、偏化石燃料的能源结构、偏公路运输的交通结构决定了我国大气污染治理的复杂性、艰巨性和长期性。因此,开展城市大气污染防治综合决策评估及优化是制定科学有效、经济合理的污染物排放控制策略的先决条件,以期持续改善大气污染状况。本文以典型城市济南市为研究对象,在搭建的WRF-CMAQ模拟体系和pf-RSM响应曲面模型基础上,将应用了遗传算法的最低成本达标减排策略优化模型融合于大气污染防治综合决策支持技术平台（简称“技术平台”）并利用该平台从减排成本、污染控制以及人体健康效益层面出发,综合评估了济南市《2018年大气污染治理“十大措施”实施方案》（简称“十大措施”）的实施效果,并进一步基于设定的空气质量目标开展大气污染防治策略寻优及费效评估。研究结果表明:（1）“十大措施”实施后,SO2、NOx、VOCs、一次PM2.5减排率分别为39%、24%、42%、41%,预测该情景下济南市2018年PM2.5浓度可以同比2017年下降19%,新增治污成本约4.70×10~8元,效益-成本比约1.40;由于单位减排成本最低的本地扬尘源减排对改善PM2.5的贡献最大,提出了济南市应进一步优先强化扬尘源减排的建议。（2）经过策略寻优反算得到了SO2、NOx、VOCs、一次PM2.5减排率分别为46%、20%、42%、60%的优化策略,该策略下的新增治污成本约4.69×10~8元;对比“十大措施”,优化策略提高SO2和一次PM2.5的减排率,降低了对O3具有负贡献的NOx减排率,既满足空气质量目标又降低了治污成本,效益-成本比提升至1.88。本文利用技术平台评估出“十大措施”和优化策略均能够在一定程度上改善PM2.5污染情况并获得可观的健康效益,可为济南市下一阶段的大气污染防治提供基于实证的科学依据和可行性参考,为我国逐步推广技术平台提供了应用示范和参考价值,具有重要科学意义和实用价值。