随着城市机动化进程的不断加快及人们对环境问题越来越多的关注，研究尾气排放影响因素下的交通网络设计问题不仅有重要的理论价值，而且在解决环境和交通等问题中有着重要的现实意义。本文首先对交通网络设计问题（NDP）的研究现状及相关理论知识进行概述，建立尾气排放影响因素下的离散交通网络设计双层规划模型，并运用本文设计的算法求解该模型。研究的主要内容和重点如下：（1）建立了城市道路路段匀速工况下的机动车尾气CO排放量和系统总出行时间权重之和为上层规划模型，以用户均衡为下层规划模型的离散交通网络设计双层规划模型。（2）对国内外机动车尾气排放模型、路阻函数和出行者行为进行研究，设计了基于交通分配算法和遗传算法的混合求解算法。（3）以经典的Sioux Falls网络为算例，针对不同情况进行了交通网络设计。一方面，在固定投资预算和变异概率的基础上，分析了不同权重下种群大小及交叉概率对目标函数解的影响，确定在不同权重下遗传算法的较优的种群大小和交叉概率，并求得CO排放量和系统总出行时间在不同权重比例下的交通网络设计方案；另一方面，为了达到投资效益的最大化，在使用求得的较优种群大小、交叉概率的基础上，计算在不同预算水平下的交通网络设计方案，并进行分析。