应急车路径与专用道协同优化的双层规划方法

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第1期北京时间：

作者：龙科军, 邹道兴, 刘洋, 马昌喜, 马璐

单位：1. 长沙理工大学，a.智能道路与车路协同湖南省重点实验室，b.交通运输工程学院，长沙410114；2. 兰州交通大学，交通运输学院，兰州730070；3.招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067

摘要：已有应急车辆路径规划的研究中，专用车道布设方案通常被视为已知条件，因此，本文提出一种同时优化应急车路径及专用车道的双层规划模型。在规划应急车路径时，将是否设置应急专用车道定义为模型的决策变量，并引入前景理论来衡量设置专用车道对交通流的影响。上层模型目标函数包含应急车行程时间和顺畅通行前景值两部分，其中前景值作为部署应急专用车道的决策依据；下层模型基于Wardrop均衡原理进行交通分配。结合遗传算法和禁忌搜索算法，提出GA-TS(GeneticAlgorithm-Tabu Search)算法求解模型。通过在Nguyen-Dupuis仿真网络上进行数值实验，验证了模型和算法的有效性。实验结果表明：与不部署应急专用车道相比，在不增加路径交通饱和度的情况下，本文模型能将应急车辆的行程时间缩短10.69%。敏感性分析结果表明，在不同交通需求下，本文模型均能有效缩短应急车辆行程时间，并且随着交通需求增大，应急车辆行程时间缩短越明显。此外，相比于暴力搜索算法，本文设计的算法在求解模型时的平均耗时降低了87.02%，显著提高了模型的求解效率。

关键词：城市交通,应急车辆优先,遗传算法,路径优化,前景理论

基金资助：国家自然科学基金(52172313，52062027)；新疆自治区重点研发计划项目(2023B03004-3)。