在多模式公共交通系统中不同公交系统管理与运营主体的不统一、规划与设计工作的分离,激化了公交系统之间的竞争关系,造成公交运力资源的浪费。亟需多模式公共交通网络一体化整合设计方法,以期缓解城市公交系统内部的客流竞争、提升公交系统整体效益。论文界定多模式公交网络中骨干网络、主干网络和地区网络三个功能层次;明确多模式公交网络中公交站点、线路段和换乘步行连边三类关键要素,分别以公交站点、公交线路为网络节点建立多模式公交网络表示模型;通过公交站点和公交线路段的网络性能指标分布规律,剖析多模式公交网络中各功能层次的基本网络特性和网络生成机理;通过公交线路的几何特性指标,剖析各功能层次的线路几何特性;通过相同功能层次公交线路之间、不同功能层次公交线路之间共站数分布规律,探讨多模式公交网络的衔接特性。对比分析多模式公共交通系统中组合出行和非组合出行的出行距离分布差异性,剖析乘客组合出行的末端出行方式选择特性;针对组合出行的方式转换过程,分析换乘次数、换乘步行距离、换乘惩罚系数等换乘阻抗特性;通过乘客对拥挤延误、换乘次数、换乘时间等的潜在态度因子与公共交通使用意愿之间的相关分析揭示公交乘客出行选择行为特性。界定公交线路的客流量、运行速度与功能层次的关联关系以及客流聚集现象,提出基于启发式方法的多模式公交网络初始线路生成方法。根据出行需求逐一筛选当前OD对,确定OD对在道路网络中的第一类期望路径和在道路-公交复合网络中的第二类期望路径,通过对比两类路径判断是否发生客流聚集现象。当发生客流聚集时,提出基于OD对插入的初始线路调整方法,即通过改变已生成初始线路行车轨迹服务于当前OD;当不满足OD对插入条件时,提出基于路径拆分的候选线路生成方法,通过衔接已有初始线路服务于当前OD;若以上条件皆不满足,则根据第一类期望路径生成候选线路并进行共线比例检验,通过检验的候选线路加入初始线路集合。根据多模式公交网络初始线路集合中公交线路的最高断面流量确定服务频率。根据多模式公交系统中乘客出行路径选择和拥挤滞留假设,以虚拟公交网络节点和弧段代表公交车辆运行和乘客出行过程,区分同站换乘客流、异站换乘客流和进站客流,建立用于公交网络客流分配的多模式公交网络表示模型。在多模式公交系统容量限制条件下,提出基于连续平均法的多模式公交网络客流分配方法。基于超级路径理论定义公交弧段客流划分概率计算公式,构建改进的最短超级路径模型,设计改进的最短超级路径搜索算法。根据公交客流守恒条件,确定多模式公交网络表示模型中虚拟公交节点和弧段附加流量计算方法、公交客流滞留概率计算方法。以公交系统总体乘客出行成本和总体运营成本之和为目标函数,最高公交车辆投入、最高骨干网络建设投入和最小公交需求覆盖率为约束条件,构建基于组合最优化的多模式公交网络优化模型;提出基于基本遗传算法的多模式公交网络优化模型求解算法。