快速公交是补充城市公共交通运力、提升城市出行效率和解决城市拥堵的重要交通方式。快速公交通过提供快速、大中运量、高品质的出行服务,实现城市中主要客流集散点的高效连通,在国内外城市交通中发挥着重要作用。快速公交主要服务于城市客流走廊,以及城市内人口和功能聚集的区域,作为大中运量的运输方式,其能够提升沿线客流的聚集效应,引导城市空间结构的发展,因此快速公交网络规划应与城市空间相适应,并根据人口和功能的聚集程度提供科学的出行服务。然而,快速公交的网络设计问题主要聚焦在网络结构层面,缺少对服务特性如服务频率、服务模式的研究。此外,快速公交服务区域的确定大多只依赖于人口数据或客流数据,而忽略城市空间布局、社会经济发展等因素的影响,尚缺乏科学性方法,快速公交网络设计也缺乏与公交走廊关联性的分析。为提升快速公交服务水平,准确识别快速公交服务区域和客流走廊,实现快速公交服务区域之间的联动,增强快速公交对沿线客流的吸引力,本文从点、线、网三个层面,分别提出了TOD街区空间分布识别理论与方法、城市公交走廊态势识别方法和快速公交服务网络设计模型,具体研究内容如下:(1)分析了TOD理念对快速公交服务网络设计的作用机理。从城市层、走廊层、街区层三个层级分析了TOD理念与快速公交服务网络设计的关系,分析了TOD理念下,TOD街区和城市公交走廊的特征,阐述了TOD街区的识别和城市公交走廊的识别在快速公交服务网络设计中所处的阶段和作用。(2)研究了TOD街区空间布局识别方法。基于空间多准则决策分析方法,构建交通网络-活动引导-群体行为模型,定义TOD指数以评价城市街区的TOD潜力。在此基础上,基于谱聚类算法对交通网络指数、活动引导指数和群体行为指数进行了聚类,以识别出城市交通供给无法满足居民出行需求和活动需求的区域,进而确定快速公交的服务区域。(3)研究了TOD理念下城市公交走廊的两阶段识别方法。第一阶段,首先采用K短路搜索算法,生成了公交走廊的备选集合,通过分析公交走廊的影响因素,构建了街区引力指数和沿线引力指数对走廊沿线的吸引力进行量化,构建了沿线多样化指数对走廊的功能多样性进行量化。在此基础上,以广义成本最小,TOD效用最大为目标函数,考虑时效性、弧段能力、容积率、走廊开发和街区节点开发等约束,设计了公交走廊态势识别优化模型。在第二阶段,根据模型计算结果,结合公交走廊的特征,给出公交走廊调整原则和方法。(4)研究了TOD理念下的快速公交服务网络设计的优化模型。首先根据快速公交的服务特征,本文研究并提出大站快线、直达快线和跨站快线三种快速公交服务模式,基于此提出备选集合生成方法,并以广义成本最小,TOD效用最大、走廊内线路利用效率最高为目标函数,考虑流量守恒、时效性、线路服务能力、换乘次数、服务频率等约束,构建基于TOD理念的快速公交服务网络设计数学优化模型,并设计算例验证了模型和方法的有效性。该方法下得到的快速公交服务网路有助于提升城市TOD街区之间的相互作用,密切沿线服务区域之间的耦合关系。(5)以北京市中心城区为案例背景,进行实例分析。首先,识别出北京市TOD街区,依托街区的TOD潜力和不均衡特征识别出快速公交的服务区域。其次,给出了早晚高峰下的城市公交走廊布局方案以及走廊内部开发方案。最后,依托城市TOD街区地理分布、城市公交走廊布局方案,求出基于TOD理念的快速公交服务网络设计方案。