城市规模反映了城市地域空间内物质与要素的聚集和扩散程度,是一个具有社会经济意义和环境意义的数量概念,从社会发展的角度上讲,城市规模是城市内部“流”的集合,这种“流”包括人的流动、物质的流动、经济的流动,是城市功能中需求与供给磨合所形成的动态发展的规模特征；从城市规划的角度上讲,城市规模是城市内部的“块”,由于城市要素聚集的差异性、层次性造成各种城市要素在不同区位上形成的分布形态。“流”是城市规模的动态表现,是在形成规模的过程中,人、经济、空间进行的一系列交流与演化；“块”是城市规模的静态表现,是在演化过程中不断累积下来的聚集形态,城市规模分布形态在动态与静态之间相互协调。城市作为一个“经济景观”,是空间经济体系格局的最高表现,是社会经济活动空间聚集的结果,已有研究证明城市经济规模与城市人口、空间规模存在显著的正相关性,经济规模就像一只看不见的手,始终影响着城市的总体规模发展,是城市规模发展的主要因素。随着城市规模的不断扩大,一味地加大或者控制交通基础设施建设,都将使得交通基础设施成为城市系统的短板,单纯从供给的层面已经难以解释交通基础设施建设最根本的问题,部分文献独立分析城市规模分布或者交通网络形态,缺乏对两者在城市发展过程中的互动演化机理和协调耦合过程的分析,单从系统“迭代”的角度构建演化模型,对两者的“互动”过程考虑不足。故此,本文基于城市的经济规模分布和交通基础设施构建宏观交通综合系统,从系统内交通基础设施网络和经济规模分布的互动协调、耦合优化的本质出发,结合定性及定量研究,揭示系统发展过程中的内部固有机理和内在规律,从机理上分析、识别、解决城市不同发展阶段的交通与经济互动协调问题,对城市交通基础设施投资进行有效决策提供有意义的理论参考。城市交通基础设施与经济规模分布的互馈影响、调节过程实质就是系统优化调节的过程。但由于系统的隐形特征,不易直接发现两者的互动规律,论文基于现象特征分析两者之间的内在互动规律,通过理论模型推导揭示了交通基础设施与经济规模分布演化之间的演化机制,并提出了基于主导演化机制交替而形成的三种系统演化模式。为了进一步揭示城市交通基础设施和经济规模分布的互动演化过程,结合城市经济自组织发展机制和交通建设他组织干预机制,以系统发展的稳定性为前提,以土地地租水平代表经济指标,构建了基于三种系统演化模式的机理模型,利用微分方程的稳定性理论对模型进行仿真,还原不同系统模式下的演化进程,反映两者互馈发展的非线性特征,揭示了不同发展机制下系统演化方向的客观差异和演化波动稳定特性的客观存在,同时验证了他组织干预手段对系统演化的重要影响,初步树立了城市交通基础设施与经济规模分布综合系统的演化观。然而,建立系统演化观的目的不仅是了解系统的演化进程,更要对城市交通基础设施和经济规模分布的协调关系进行辨识,由于系统动力交替的隐性关系,难以直观得出交通基础设施和经济规模分布的发展阶段,基于分形理论,利用经济规模分布的Zipf分布形态和交通网络的分枝分维,构建子系统之间的协调辨识模型,明确系统所处的机制演化阶段,并且对系统未来演化方向进行有效预测,一方面明确城市需求与供给的关系,判别城市是否健康发展,另一方面给政府应采取的干预手段提供决策依据。最后,基于对系统协调性的辨识,理清交通基础设施和经济规模分布形态之间的互动阶段,进而对交通基础设施进行有效的投资决策,论文据此思路,基于宏观经济学模型和城市形态的分形原理,提出干线通道方案和地区交通投资结构两方面的优化决策方法。前者着眼于干线交通通道的重要度,结合干线方案的经济效益和对经济形态演化的贡献能力,构建组合决策模型,提出干线交通通道的优选方案；后者针对组团内、组团间两种交通基础设施所产生的不同经济效益,以经济规模分布形态的协调进化为约束,构建地区经济效益最大化的目标函数。两个模型构建使得交通基础设施建设投资满足经济效益最大化的同时,引导地区经济规模的分布形态向更为协调的方向演化,通过成都市的实际统计数据,验证了模型及算法的有效性和可操作性。