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随着我国城市化进程的快速发展以及居民的生活水平的快速提高,人均汽车保有量也随之迅速增加,这使得城市道路网络所承担的压力越来越大。为了缓解城市道路网络的压力,许多城市开始大力发展公共交通,城市中的公交专用道的布设数量开始迅速增加。但公交专用道的布设位置不能随意挑选,必须在兼顾提升公共汽车运行效率的同时降低对私家车出行的干扰。本文从道路的规划者角度出发,以公交专用道开放时段内的路网整体效益最优为目标,在考虑出行者出行行为的基础上对如何取得最优的公交专用道布设方案进行了研究。具体研究内容如下:1.对常见的路段阻抗函数进行了分析,选择了能够适用于拥挤路段的改进的BPR函数。随后对道路的设计通行能力计算公式进行了改进,加入了公交停靠站对于道路设计通行能力的折减系数,建立了公交停靠对于路段通行能力的折减系数模型,并通过VISSIM仿真对模型的适用性进行了验证。最后对设有公交专用道路段的不同交通方式的出行特性进行了分析,在此基础上构建了设有公交专用道路段的路段阻抗函数。2.对公交专用道开放时段的OD需求进行了设置,通过对出行者的出行行为分析,利用随机效用理论构建了不同OD需求设置下的出行者出行方式预测模型。随后对容量限制的最短路与多路径分配模型进行了分析,确定了出行者的出行路径预测模型,并通过Frank Wolfe算法对路径分配模型求解。由于出行方式预测模与出行路径预测模型中都涉及到了不同出行方式的出行费用的计算,为了量化出行费用,构建了以出行时间费用和货币费用为基础的出行费用量化模型。3.建立了公交专用道双层规划模型,上层模型是从路网的规划者角度出发,以路网的整体效益最优为目标而构建的模型;下层模型是从出行者的角度出发,构建的基于公交专用道的城市交通网络用户配流模型。利用改进的遗传算法构建了双层规划模型的求解算法。4.以Sioux Falls网络为研究对象,通过对比公交专用道设置前后路网中交通功能指标的变化,验证了模型的有效性。通过对公交专用道开放时段内不同OD需求设置下的公交专用道方案进行对比分析,得出了最佳的OD需求设置。结果表明对OD需求科学合理的设置可以使公交专用道布局更加有效,同时也为以后公交专用道布局研究提供了新的思路和方法。