近年来,为了缓解财政压力,政府越来越多地采用PPP模式与社会资本合作提供收费公路项目。在收费公路PPP项目中,政府以竞标的方式选择由社会资本所组成的具有投资与运营管理能力的项目公司,并给予其一项特许经营权。项目公司负责收费公路的前期建设,在特许经营权下,政府允许其在运营期内通过收取合理的通行费来回收建设成本并实现一定的投资回报。但由于收费公路PPP项目建设周期长,前期投入大,项目公司在特许经营期内面临着诸多运营风险,其中需求风险又是最主要的运营风险之一。因此,为了吸引项目公司参与收费公路PPP项目的建设与运营,政府往往在事前签订的特许经营协议中提供需求量保证以降低项目公司运营期内所面临的需求风险。本文以收费公路PPP项目为研究对象,重点考察了需求不足情形下需求量保证设计问题及其对项目参与方决策的影响,所得到的主要研究结论可总结如下。首先,由于大部分收费公路PPP项目前期的需求预测过于乐观,从而导致无政府支持下项目公司发生严重亏损的现象时有发生,故本文假设交通需求量服从二项分布,并采用蒙特卡洛模拟方法给出了运营期内需求量的预测过程。进而从需求预测的角度并结合净现值的方法（NPV）构建了最小需求量保证模型,且通过数值分析确定了需求不足情形下的最优保证水平,也提出了当实际需求量偏离预测需求量时,政府应设定的最优保证水平的调整机制。其次,本文将政府对项目公司不同努力程度下的奖励与惩罚机制纳入到需求量保证框架中,考察了最小需求量保证下的激励效应问题。通过对收费公路PPP项目运营期内政府与项目公司的策略选择进行划分,本文构建了双方的演化博弈模型,给出了每一方的演化稳定策略以及博弈系统的演化稳定策略,并讨论了外生参数的变化对均衡演化稳定策略的影响。研究发现:当存在一个较高的保证水平和一个较大的惩罚金额时,政府倾向于实施“奖罚”策略,而项目公司倾向于选择“高努力”策略,从而防止了项目公司的投机行为;当政府给予项目公司一个较高的奖励金额时,项目公司将选择“低努力”策略,从而促进了项目公司的投机行为。再次,以社会福利最大化为决策目标,并将保证水平内生化,本文构建了最小需求量保证与弹性需求量保证下的最优化模型,分析了信息对称情形下以及信息不对称情形下的政府决策问题。通过对最优化模型进行求解,得到了两类需求量保证下的最优通行费、保证水平以及项目公司的努力水平。采用数值模拟的方法对所得到的最优结果进行比较分析并发现:如果信息是对称的,两种需求量保证下的社会最优通行费相等,弹性需求量保证下存在较高的社会最优保证水平与项目公司努力水平;如果信息是不对称的,当存在一个较小的门槛系数时,弹性需求量保证下存在较高的通行费、保证水平以及社会福利。最后,为了考察收费公路PPP项目实践中频繁使用的排他性保证与最小需求量保证的兼容问题,本文构建了基于政府和项目公司不同利益诉求的多目标规划模型,得到了实现参与方利益均衡的Pareto最优通行费、垄断势力度以及社会福利。研究结果发现:对于任一给定的政府保证,Pareto最优通行费位于完全由项目公司决策下设定的通行费与社会最优通行费之间;如果项目公司的相对谈判力充分大,最小需求量保证下的Pareto最优通行费较高,进而垄断势力度较强;此外,Pareto最优的项目公司利润与社会福利依赖于相对谈判力、单位补贴、边际社会成本以及保证水平等参数,如果保证水平与单位补贴充分高,政府应提供排他性保证,而不是最小需求量保证。基于所得到的研究结论,本文在每一章章末分别给出了相对应的管理意义,为收费公路PPP项目实践中政府保证政策的设计提供了理论指导。最后,本文文末也给出了研究中存在的不足以及未来进一步的研究方向。