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随着城市化进程的加快和城市经济的飞速发展,城市交通形势日趋紧张,城市交通拥堵、居民出行不便等一系列交通问题日益突出。城市路网优化作为提高道路资源利用率的有效手段成为近年来国内外专家、学者研究的热点。城市交通拥堵产生的根本原因之一是城市路网与居民出行分布的耦合性失衡。因此,在城市路网优化过程中,只有对城市路网与居民出行分布的耦合关系进行准确把握和有效评估,才能从根本上解决城市交通拥堵问题,提高道路资源利用率。在优化城市路网时,以往的研究较少考虑路网与居民出行分布的耦合关系。本文从城市路网与居民出行分布之间的耦合机理出发,通过建立耦合模型来量化两者之间的耦合关系,并把耦合模型的思想引入城市路网优化中,将路网与居民出行分布的耦合度作为约束条件,建立了城市路网优化双层规划模型,并运用遗传算法和交通分配算法相结合的混合算法求解该模型。本文主要研究内容如下:(1)明确了城市路网与居民出行分布耦合的定义和内涵,同时对城市路网与居民出行分布耦合的机制、过程和影响因素进行了归纳总结。(2)通过分析城市路网供给量与居民出行分布量之间的关系建立了城市路网与居民出行分布的耦合模型,从而来分析路网结构与OD分布量的匹配程度。(3)以路网与居民出行分布的耦合度作为约束条件,建立了上层规划模型为系统总出行阻抗和总投资额之和最小,下层规划模型为用户最优平衡的非预算约束的城市路网优化双层规划模型,并采用遗传算法和交通分配算法相结合的混合算法求解,最后结合算例验证了该模型的实用性和有效性。本文对城市路网与居民出行分布的耦合及其优化的研究,不仅有利于交通规划者把握交通供需耦合的机理,找出交通拥堵的症结所在,从而制定有效的交通管理策略,而且还能够实现城市路网运输效率和道路资源利用率的最大化,提高居民出行的便捷性和易达性,对于缓解城市拥堵问题具有重要的理论和实践指导意义。