随机需求下机非车道分配与复用优化研究

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第3期北京时间：

作者：时玉琦, 杨晓光, 马成元

单位：1. 同济大学，道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804；2. 威斯康星大学麦迪逊分校，土木与环境工程系，麦迪逊53706，美国

摘要：根据交通需求的动态变化，进行城市道路交叉口通行时空资源的协同优化，是提升其通行效能的重要措施。本文针对机动车与非机动车交通时变的错位特征，提出基于双层随机规划的车道管理方法，实现车道机非类型、车道转向功能与信号相位配时的动态协同优化。首先，突破以机动车道为主的空间优化范式，将非机动车道纳入统一路权分配体系，构建多模式交通主体道路资源的分配框架；其次，针对混合交通流时空需求的波动特性，提出车道机非复用策略，允许非机动车在交通需求峰值时段临时使用部分机动车道空间；随后，建立车道转向功能与信号相位配时的动态优化方法，实现时空资源协同优化。数值模拟结果表明：相较于传统静态车道管理模式，本文方法可使交叉口通行能力提升9.90%；相比非复用车道管理方案，其通行效率增益达3.27%。参数敏感性分析显示：电动自行车交通占比和非机动车速度异质性与时空资源优化效率呈现显著正相关性；路权宽度每扩展0.5m，可产生6%的通行能力边际效益。本文提出的资源柔性配置和功能动态适配的交叉口时空资源管理理论成果，有效适应了混合交通需求的异质分布与随机波动特征，显著提升了交叉口时空资源利用效率。

关键词：交通工程,车道复用,车道分配,混合交通流,随机需求

基金资助：国家自然科学基金(52472350)。