在目前已规划或部分建成以地铁为主的轨道交通网络的大城市尤其是特大城市中,地铁线路与原有地面公交线路交汇构成了规模巨大的城市公共交通复合网络。作为城市交通系统的重要组成部分与发展制约条件,其与外部城市大系统之间以及自身内部两子系统之间的协调关系已成为现阶段我国城市快速发展中亟待研究解决的关键问题。因此,本文依据系统协调性的内外两重内涵,从多个层面系统地研究了城市公共交通复合系统与外部城市空间形态、社会经济状况、私家车出行方式等要素之间,以及其内部轨道交通与常规公交两子系统之间的协调性。本文主要涵盖了以下四方面研究内容:首先,对城市轨道交通及常规公交两系统与整个城市系统功能形态及规划布局之间的协调性进行了相关分析。首先针对与城市功能布局相协调的城市轨道交通系统的合理构建,提出了涉及人口、土地、经济与环境四项规模要素的综合规模效应,涉及总体职住均衡、综合出行特征与线网基本形态三项判定指标的基本形态效应,以及表征轨道交通建设对城市阶段性发展后效影响的发展态势效应三大效应。其后在考虑经济要素阶段性发展制约影响的基础上,基于三大效应提出了城市轨道线网合理规模的多重效应匡算模型,同时结合加权最小二乘支持向量机模型与基于捕食搜索策略的改进遗传算法,构建了潜在轨道客流的预测模型,提出了连接交通小区形心的轨道交通最优概念线网布设算法。此外,还改进了常规公交系统与城市空间形态相协调的线网优化模型。其次,对城市公共交通复合系统与私家车系统之间的协调性进行了分析。首先建立了基于出行方式与出发时刻联合选择的Nested-Logit模型,其后针对公交优先及限制私家车两类政策干预下的城市私家车通勤者群体的出行决策行为建立了演化博弈模型,以揭示差异化政策引导下通勤者群体在城市交通客运走廊上的相互作用机制与博弈演化规律。同时,还引入出行者主观出行选择偏好以及出行方式客观效用,构建了考虑出行者总收益最大化、以常规公交为主的出行服务方决策模型。第三,对城市公共交通复合系统内部轨道交通与常规公交两系统的协调性进行了分析。运用复杂网络理论,以成都市为例构建了地铁-公交复合网络,并对此复合网络与两子网络在Space L与Space P中的基本拓扑性质进行了对比分析,同时考察了城市地铁-公交复合网络在不同攻击模式下的抗毁性。此外,分析了常规公交运营者针对轨道交通新线分别采取有意识竞争、无意识竞争以及有意识协同三种策略时,以轨道交通或公共交通为主要出行方式的出行者在采用单一方式以及整个出行链时的效用,建立了存在政府干预的常规公交与轨道交通的协同竞争策略模型,并改进了与轨道交通相协调的常规公交线网多目标优化模型。最后,分析了突发性事故下地铁客流拥堵失效现象在城市地铁-公交复合网络中的传播扩散性,基于对网络负载容量限制条件的设立提出了受阻客流拥堵的传播与扩散仿真分析算法,探讨了不同假设条件下地铁线路拥堵失效仿真分析所具有的理论意义。同时,基于对受阻客流传播扩散性的有效分析,提出了在既有公交线网难以对轨道堵塞客流形成有效疏解条件下公交应急联动预案的基本设立方式,分析了相对有限运力与相对充足运力两种可调配运力限制条件下公交应急联动策略的合理确立情况。