交通网络是城市经济社会发展的动脉,稳定、高效、安全的交通网络对维持城市机能正常运行至关重要。然而,路网规划中常忽略对路段或节点的冗余设计,导致路网在突发事件中易造成大面积瘫痪。基于此,有必要在交通领域中完善冗余度理论,以解决路段或节点发生故障时路网“有多少有效冗余路径可提供”和“有多少冗余容量可供应”两大关键问题,进一步开展城市道路网络路径及容量冗余度研究。本文首先阐述了各领域冗余度相关理论研究成果,提出了考虑路径多样性和路网容量的冗余度指标,分别为路径冗余度、路段容量冗余度和节点容量冗余度,用路径冗余表征路段故障前后网络中可行合理路径数量的变化,容量冗余表征路段或节点受破坏前后对系统容量的影响程度,并对指标定义及计算公式展开了描述。其次构建了相应的测定方法对交通系统冗余度指标进行有效度量,针对路径冗余度采用基于可行合理路径的随机用户均衡分配获得路段失效前后该网络中可行合理路径的数量,进而得出路径冗余度,论文采用Nguyen-Dupuis网络进行了验证;针对容量冗余度分析了多模式网络中各种交通模式的出行费用函数,建立了多模式网络路网容量双层规划模型,其中上层规划为考虑路段容量限制下的交通网络容量最大化,下层为基于多模式的方式划分与交通分配组合模型,并采用增量法和相继平均法进行算法求解,在获得路段或节点失效前后的路网容量后根据指标计算公式测定路段容量冗余度和节点容量冗余度,并通过多模式设计网络进行了验证。论文最后分析了路网冗余度在交通规划和管理中的应用,提出了一种基于路径冗余和出行效率的路段重要性排序方法,基于路段容量冗余的路网优化顺序确定方法以及基于节点容量冗余的路网关键节点识别方法,并分别采用算例验证了这些方法的可行性,可为路网容量判断及瓶颈路段识别提供理论依据和技术支持。开展冗余度分析有利于弥补交通领域中冗余度研究的不足,能够为关键节点和重要路段的识别提供新的思路,在一定程度上有助于提升交通规划和交通管理决策的科学水平,其研究具有重要理论意义和实际应用价值。