城市道路交通系统是一个城市的骨架,不仅是客货运输、社会经济活动和市民生活的载体,同时也承受着自然灾害的威胁。频发的暴雨天气严重影响了城市道路交通的正常运行,降低了交通的供给能力,加剧了交通拥堵。现有研究往往是从暴雨天气的整体效应出发,忽略了降雨过程中动态变化的降雨条件,难以准确描述降雨过程中交通特征与降雨的动态关联,以及暴雨天气下道路网交通流的动态时空分布。因此,有必要深入研究暴雨天气下城市道路交通特征的动态降级规律,掌握其与降雨、道路、车辆等相关因素的动态关联,进一步研究动态降雨条件下的交通流分配模型与算法,为应对暴雨天气的交通管理和干预对策提供理论支持。本文立足于暴雨天气下城市道路交通的动态特征,研究暴雨天气下城市道路动态降级演化及道路网的动态交通流分配方法。首先,以深圳市历史交通数据和降雨数据为数据基础,对比分析暴雨天气与常态天气下交通流的特性规律。然后,从降雨过程的角度出发,探讨暴雨天气下降雨过程对交通流基本图和交通拥堵的影响,揭示暴雨过程不同阶段对交通特征影响的差异性;进一步从降雨过程引出降雨强度和滑动雨量的动态特征,研究自由流速度降级的影响因素,建立暴雨天气自由流速度的动态降级模型,揭示暴雨天气下交通特征的演化方向;最后,结合物理排队和自由流速度动态降级模型,构建暴雨天气下出行费用函数,基于随机动态用户均衡,建立暴雨天气下道路网动态交通流分配模型。本文的研究内容主要包含以下4方面:（1）以城市道路交通为研究对象,选取暴雨天气作为典型的极端恶劣天气,定义了暴雨天气的分类标准。基于历史交通数据和降雨数据,按照一定原则选取暴雨分析对象和常态天气对照组,并对原始数据进行处理与转换,对比分析了暴雨天气与常态天气下,城市道路交通流特性的分布规律。（2）以降雨过程作为暴雨天气研究的切入点,从暴雨天气对城市道路交通的影响机理出发,提出并分析了降雨过程在暴雨天气对交通流影响中的重要作用。给出了降雨过程的阶段划分方法,并根据研究目的和数据条件将降雨过程划分为暴雨峰前和峰后两个阶段。基于实测的主干路交通数据和暴雨数据,以Underwood模型为基础,分别建立了暴雨峰前和峰后阶段下的交通流基本图模型,揭示了降雨过程在不同阶段对交通流影响的差异性。在此基础上,从交通拥堵形成机理的角度出发,确定了拥堵分析要素,对比分析了暴雨峰前和峰后阶段交通拥堵的变化,探究了暴雨天气下偶发性拥堵的产生和常发性拥堵的加剧规律,弥补了既有研究中缺乏降雨过程对交通影响的不足。（3）从理论模型和实测数据两个角度,分别研究了快速路常态天气自由流速度的获取方法,确定了常态天气下快速路的自由流速度。以自由流状态的车辆为数据基础,界定了暴雨天气自由流速度降级的研究前提,通过对比分析常态天气和暴雨天气下的自由流速度,确定了暴雨天气自由流速度降级比例,探究了降雨强度、滑动雨量、车道位置、车辆类型及积水路段类型对自由流速度降级的影响程度。基于降雨强度和滑动雨量的动态性特征,考虑其与分类变量的交互性,提出并简化了分类变量引入模型的方式,构建了暴雨天气下自由流速度动态降级模型。结合实测数据,通过验证集对模型的精度进行检验,确定最优模型及相关参数。研究结果解决了现有自由流速度降级研究较少考虑降雨动态性的问题,模型结果和参数能够应用于暴雨天气下快速路的交通流分析,实时预测自由流速度的动态降级比例,对开拓暴雨天气下道路降级研究思路具有积极作用。（4）基于暴雨天气下自由流速度动态降级的规律,将动态的暴雨因素融入到路段出行费用中,结合路段交通负荷、车辆类型及路段类型等因素,以物理排队为基础,建立了暴雨天气下的路段出行费用函数,揭示不同类型车辆在暴雨影响下的出行费用构成,实现了暴雨影响下降级路段出行费用的动态估计。在出行费用函数的基础上,以路径感知瞬时出行费用为出行决策依据,以随机动态用户均衡作为暴雨天气下的动态交通流分配原则,提出了暴雨影响下的出发时间与路径选择模型,明确了流量的传播规律,构建了暴雨天气下的动态交通流分配模型与算法,解决了现有恶劣天气下动态交通流分配研究缺乏考虑自由流速度降级与暴雨动态关联的问题。通过算例分析,讨论了不同情境下路径流量的时空分布规律。研究结果表明,模型可以有效解析暴雨天气下的动态交通流分配,解释暴雨下各阶段路径流量的突变与渐变规律,为暴雨天气的交通应急管理提供有力的理论基础。本文研究结果可以丰富极端恶劣天气下交通流分配领域研究的理论与方法,为我国决策部门掌握暴雨天气下道路网交通流时空分布、优化暴雨天气下交通应急管理与疏散策略提供方法支撑。