本文以公路交通收费配流模型为背景,随机均衡双层规划问题为研究对象,阐明了公路交通收费配流问题可表示成为一个双层的随机用户均衡模型,并探讨了其最优化条件及SAA方法解的收敛性质。论文的第一部分介绍了随机用户均衡问题出现的由来以及其研究的现状,并说明了为什么要引入公路交通收费配流模型作为应用。第二部分介绍了本文相关的主要数学背景,如凸规划问题,变分不等式以及要用到的定理及其证明过程,为后面的模型推导与定理证明做理论铺垫。第三部分是在弹性需求条件下对带有随机用户均衡条件的城市交通收费配流模型进行的数学描述,证明了弹性配流均衡条件可以表示成一个变分不等式问题,并以此为基础给出了交通收费配流问题的广义纳什均衡态定义。第四部分是在固定流量条件下进行数学建模,具体刻画了一个随机均衡双层规划模型,并给出了退化的收费决策问题。最后针对该收费决策问题,在目标函数非光滑的情况下用样本平均估计方法对问题的解的收敛性质进行了探讨。第五部分对固定流量条件问题利用光滑化SAA方法进行的实例分析,并给出相应的数值结果,证明光滑化SAA方法对非光滑随机规划问题是可行的。