大城市中心区作为各项城市功能的聚集地,在城镇化与机动化发展进程中,土地利用、交通运行、生态环境等方面的城市问题日益突出。完善大城市中心区步行交通系统,不仅能够促进中心区交通系统绿色高效运转,更能为中心区城市系统可持续发展提供活力和动力。虽然大城市中心区发展成熟,大部分基础设施建设已基本完成,但随着经济的发展和理念的更新,既有步行交通系统日渐无法满足步行出行者对出行路权、安全、可达和环境等需要和诉求,注重问题导向的改善性步行交通系统规划迫在眉睫。本文从土地利用、道路系统和公交系统三方面归纳了大城市中心区的交通环境特征；分析了大城市中心区的出行结构、步行出行目的、步行出行时耗与距离、步行出行起讫点用地类型等出行特征及性别、年龄、职业等出行者属性特征；总结了步行的出行需求层次和出行诉求；基于特征分析提出了“网络结构-空间环境”的构成模式和相应规划原则；构建了“调查-分析-决策”的大城市中心区步行交通系统的规划框架,及各环节规划内容和流程。界定了步行网络结构的内涵,分析了步行网络结构的空间结构、拓扑结构和功能结构三种表达形式及相互关系；研究了空间结构对步行出行的作用机理,从土地利用和交通系统两方面提出了空间结构的量化指标,基于缓冲区原理对南京市主城中心区步行路段的空间结构指标进行了计算；研究了拓扑结构对步行出行的作用机理,提出了大城市中心区的步行交通网络拓扑图的抽象方法,归纳了拓扑结构量化指标并进行了相应计算；在总结步行交通系统功能结构特点和分析原则的基础上,对南京市主城中心区的步行路段进行了聚类分析,构建了大城市中心区步行交通系统功能结构。分析了步行空间在交通通行空间、城市公共空间与城市建筑空间中的定位与作用,界定了步行空间与环境的分析范围及内容；建立了步行空间与环境分析指标体系,对南京市主城中心区的空间与环境指标进行了统计分析；利用皮尔逊相关系数研究了指标体系中指标间的相关性；使用探索性因子分析方法提取了5个步行空间与环境的关键影响因素,梳理了指标间的层级关系,帮助进行步行交通系统改善的决策。根据步行空间与环境的关键影响因素,归纳总结了适用于大城市中心区的步行道路改善方案集；通过南京市主城中心区实际道路决策数据,利用决策树算法分析了工程建设必要性的决策机制及相关决策的影响因素,生成了可推广的决策规则；计算了各类改善项目间以及各类步行道路间的相对重要度和综合权重,建立了步行交通系统改善权重矩阵；从改善项目和改善道路两个维度提出了改善计划生成方法,为实际改善项目的推进提供了参考依据和技术指引。