随着当今社会城市化的发展,城市交通设施的扩展速度落后于机动车保有量的增加速度,城市的道路交通变得越来越拥挤,这种现象已经严重影响到城市居民的的工作、学习和生活。增加交通供给只能是治标不治本的方法,应对城市交通的拥挤,应该从根本上抑制交通出行需求的产生,道路收费政策也因此应运而生。城市道路收费大多数以社会收益最大为目标来研究交通问题,运用经济学的原理,通过收费使城市道路避免过度使用并使道路利用效率达到最大化。城市道路拥挤收费是交通需求管理的重要措施之一,目前已经被多个国际现代化城市采用,它通过对道路收费的方式引导和调节交通流,以此达到缓解城市交通拥堵现象的目的,同时收费所得也增加了城市政府的财政收入,提高了居民出行方式选择的合理性。本文分析了城市道路拥挤的经济学原理和博弈论在城市道路拥挤问题上应用的合理性,以此为基础展开了三部分内容的研究。首先通过双层规划模型对城市道路拥挤收费进行探讨,在博弈模型中选择斯塔科尔伯格模型对研究问题进行博弈分析和模型分析,并构建了数学模型、选取算例进行验证;然后,研究了复杂路网中的拥挤收费,充分考虑了博弈中所有局中人的考虑因素和策略选择,经过优化将问题分三次博弈进行具体分析,构建了复杂路网下的城市道路拥挤收费模型,并给出了分层迭代思想的求解流程。最后,分析了模型验证的难度并选择使用粒子群优化算法来验证多目标博弈的城市道路拥挤收费模型,根据模型特点对粒子群算法进行设计和优化,给出具体的算法验证步骤,选取算例对模型和算法进行验证,求得上层模型不同权重下的最佳收费方案,最终结果表明:粒子群优化算法验证城市道路拥挤收费模型高效准确;在多目标博弈的城市道路拥挤收费模型下确定的费率可以扩大社会收益、减少私家车出行比例,具有科学性和合理性。