交通建设资金不足是交通运输发展的瓶颈,如何合理运用交通建设资金是解决交通问题的关键。道路网络设计(NDP-Network Design Problem)的实质就是在考虑网络用户路径选择行为前提下,通过改进现有网络中某些路段或在现有网络中增加新路段,使整个网络中某种性能指标达到最优的目的,从而使有限交通建设资金得到合理利用。它被认为是交通研究领域中难度最大、最具挑战性的问题之一。随着人们对出行要求的提高,道路网络可靠性越来越受到关注,如果能将网络设计和网络可靠性分析有机结合,则可更好地使用建设资金,提高网络通行能力。基于上述考虑,本文以弹性需求随机路网为研究对象,以系统最优为目标,建立了基于运行时间可靠性的随机路网双层规划模型。上层规划分为两类,一类是投资约束下的系统负盈余最小;另一类是建设总投资与系统负盈余之和最小。下层规划有两种形式,一种是基于运行时间可靠性的单用户弹性需求随机均衡分配模型;另一种是基于运行时间可靠性的多用户弹性需求随机均衡分配模型。针对建立的双层规划模型,论文采用Hooke-Jeeves搜索算法和Logit方法,设计了双层规划模型的求解算法,并用具体算例对所建立模型和算法进行分析验证,获得了满意结果。