城市道路多功能專用道研究綜述

摘 要：城市交通擁堵問題促進了全球范圍內“公交優先”政策的廣泛實施。公交專用道作為一項經濟高效的關鍵措施被廣泛采納。然而，公交專用道利用率不足的問題仍長期存在，不僅未能充分發揮其緩解交通壓力的潛力，還會造成資源浪費，甚至加劇擁堵，引發社會矛盾。為應對這些挑戰，國內外許多城市開始探索多功能專用道模式，致力實現公交車、高承載率車輛（HOVs）、勤務車和應急車輛的共享共用，綜合服務于多模式優先交通，以提高道路資源利用效率。文章全面梳理了多功能專用道的起源、發展、應用及設計方法，回顧了國內外研究動態，分析了動態公交專用道、HOV車道等多種形式，探討了設計中的交通瓶頸問題，強調了關鍵節點開展規范化集成設計的重要性和緊迫性。研究為在有限資源下優化道路使用權組合設計和建立有效的管理機制提供了理論和實踐指導。

關鍵詞：專用道；公交專用道；多功能專用道；HOV；優化設計；集成設計

中圖分類號：F572 文獻標志碼：A DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.04.025

Abstract： The problem of urban traffic congestion has significantly promoted the widespread development of \"public transport priority\" policy worldwide. Exclusive bus lanes， as an economically efficient key strategy， have been widely implemented globally. However， the persistent issue of underutilization of exclusive bus lanes not only fails to fully alleviate traffic pressure， but also leads to the waste of road resources， and in some cases， it can exacerbate urban congestion and cause social conflicts. To tackle these challenges， many cities both domestically and internationally have started to adopt a novel traffic model known as multi-functional exclusive lanes， which permits various traffic modes， including buses， high-occupancy vehicles （HOVs）， service vehicles， and emergency vehicles， to share the use of exclusive bus lanes， thus comprehensively serving multi-mode priority transportation， and improving the efficiency of road resource utilization. This paper provides a comprehensive review of the origin， development， practical application， and design approach of multi-functional exclusive lanes， offers a retrospective of the researches at home and abroad， explores the dynamic exclusive bus lanes， high-occupancy vehicle lanes and other forms， discusses the traffic bottleneck issues encountered in the design process， and underscores the significance and urgency of carrying ot standardized and integrated design at critical nodes. These research outcomes are of theoretical and practical value for optimizing the combination design of road usage rights and establishing effective management mechanisms under resource constraints.

Key words： exclusive lanes; exclusive bus lanes; multi-functional exclusive lanes; HOV; optimal design; integrated design

0" " 引" " 言

交通擁堵作為“城市病”中顯著的副作用，不僅消耗了通勤者寶貴的時間和金錢，還浪費了大量燃料資源，加劇了環境污染，對城市的應急響應能力造成了影響[1]。全球范圍內，城市交通擁堵問題廣泛推動了“公交優先”政策的實施。公交專用道作為一項經濟有效的措施，雖愈發受到重視，但其利用率不足的問題仍然存在，不僅導致道路資源浪費，甚至在某些情況下還加劇了城市擁堵，成為新的社會矛盾焦點。為應對這一挑戰，國內外多個城市開始探索并實踐一種新型的交通模式——多功能專用道，即是在一定條件下允許公交車、高承載率車輛（HOV）、勤務車、應急車輛或自動駕駛車輛等引入公交專用道，和常規公交共享復用。這是一種新興合理配置城市道路資源的模式，具有靜態或動態調整城市道路車道的功能，既可提高公交專用道利用率，也可誘導私家車出行群體向公交出行轉移，同時，能有效緩解城市道路擁堵，減少環境污染。

本文立足多功能專用道的起源、發展、優化設計方法以及實踐探索等方面，結合公交專用道、管控車道，系統梳理了近年來國內外學者在多功能專用道領域的研究。

1" " 源起和演變

專用道設置策略作為一種靈活、有效且經濟的交通管理策略，已被一種很多國家廣泛采用。公交專用道作為提高公交服務效率、改善服務可靠性的有效措施之一，能夠保證公交車高效穩定運行，是直接有效地提高公交吸引度的方法。公交專用道最早于1940年出現在美國芝加哥，隨后歐洲國家（如英國）也開始建設公交專用道。之后，亞洲國家開始實施公交專用道設置策略，并以公交優先。自1997年北京市開通第一條公交專用道后，國內多個城市（如西安、昆明、廣州、成都等）也陸續實施了公交專用道，實現了早期快速而準時的公交運輸服務。然而，近20年以來，各地城市致力通過增加設施建設投入來發展常規公共汽車交通，卻忽略了發展質量，出現機械劃分、粗放擴進、設計不精細、形式過于單一等問題，導致國內公交專用道總里程逐年增長但常規公交車輛運行效率仍沒有達到相應水平，甚至出現了負面效應。

為充分挖掘專用道的作用，多個城市提出了公交與某類或某些類車輛的共享專用道，多功能專用道應運而生。其中，最具代表性的有動態公交專用道、HOV車道和高承載率收費（HOT）車道。1969年，美國開通了第一條公交專用道，是由于利用率不高等原因改成的HOV車道。HOV車道又稱合乘車道，起源于20世紀70年代的美國北弗吉尼亞高速路公路，主要供承載多人的機動車及消防車等優先車輛通行。該車道的平均載客率和通行時間分別為3.7人/車和29 min，顯著優于普通車道的1.1人/車和

64 min。在國內，2014年，無錫市在興源路的公交專用道開通幾年后（2008—2014年）由于利用率不高，改成了國內首條“公交+ HOV”多功能專用道。HOV僅限3人及以上的機動車通行，開通期間有效提高了道路的通行效率和通行能力。該路段每天的車流量比實施前提高了近10%，一定程度上緩解了交通擁堵，解決了公交專用道利用率低的問題。

此外，公交專用道也開始以不同形式逐步向自動駕駛車輛、定制公交、出租車、摩托車、自行車開放或共享。目前，國內由于缺乏相關的理論支撐、規劃標準、設置規范等，類似多功能專用道的交通設計仍是參考歐美的設計標準，并結合我國公交專用道設計、城市道路設計等規范開展組織和設計，使得其在實際運營中出現了一些問題，如隔離設施、誘導設施、控制設施五花八門，存在較大的安全隱患。

2" " 公交專用道

一般而言，公交專用道的布設主要依據公交車流量、客流量及道路條件，但具體適用性還須結合實際情況判斷。楊曉光等、史春華等針對我國交通流的復雜構成和道路條件的顯著差異，從基礎理論層面構建了典型情境下公交專用道的優化方法，并演化為公交專用道與?？空镜募稍O計、與右轉機動車的優化組織方法等研究[2-3]。后經諸多學者拓展，進一步提出了各種解析和仿真模型，以探究公交專用道的適用性[4-6]。

在解析方法的研究領域，王濤等通過改進的混行機動車速度模型，精確界定了設置公交專用道的臨界條件，為公交專用道的合理布局提供了理論基礎[7]。陸化普等則將公交專用道的優化設計問題轉化為一個雙層規劃模型，使其上層模型以整個路網系統的效益最大化為目標，優化了公交專用道的布局；下層模型則專注于小汽車與公交的分擔比，并構建了相應的數學模型[8]。盧小林等進一步將時間維度納入公交專用道網絡布局的雙層優化模型中，探討了如何優化公交專用道的時空布局，以提高其運營效率[9]?；粼掠⒌葹楦鼫蚀_地評價公交專用道的延誤水平，對傳統的因子評點法進行了改進，提高了評估的精確度[10]。

在仿真方法的研究方面，現有學者利用VISSIM仿真平臺，發現當道路飽和度超過一定閾值時，公交專用道能有效減少公交車輛的延誤，但同時也可能會增加其他車道的延誤。朱文韜等基于交通波理論，通過數值模擬分析，深入探討了公交專用道與?？空疚恢脤谎诱`的綜合影響，為公交專用道的優化設計提供了新的視角[11]。

現有研究涵蓋了公交專用道的優化設計、管理與評價等多個方面，為公交專用道的高效運作提供了寶貴的理論支持和實踐指導。然而，盡管相關研究在理論和實踐層面都取得了一定進展，但對于公交專用道自身利用率不足這一固有缺陷，尚未開展深入的針對性研究和討論。為從根本上提升公交專用道的利用率，未來研究還需加強關注如何通過創新的設計和管理策略，解決公交專用道在實際運營中面臨的挑戰，從而實現公交專用道資源的最大化利用。

3" " 管控車道

為充分挖掘專用道的作用，國內外學者廣泛探索了不同模式的管控車道，并提出了公交與某類或某些類車輛的共享專用道，多功能專用道應運而生。其中，最有代表性的管控車道有動態公交專用道、HOV車道和HOT車道。具體如表1、圖1所示。

動態公交專用道是一種靈活的交通管理策略，強調在公交車通行時限制社會車輛進入，而在無公交車通行時則對所有車輛開放。該設計旨在最大化道路利用率，同時確保公共交通的優先權。較多學者探討了動態公交專用道間歇式開放機制，并通過建立模型確定了該種方法能夠顯著提高道路的利用效率。董友邦等進一步提出了三車道的元胞自動機模型，探討了在不同公交頻率和交通飽和度條件下，路側式停靠站周邊的換道行為分布，以及這些行為對動態公交專用道效率的影響[12]。近兩年，也有學者針對網聯交通環境，對動態公交專用道設置的基礎參數展開了深入探討。研究表明，引入社會車輛進入動態公交專用道可能會顯著干擾交通流的效率與安全問題。

與動態公交專用道相比，HOV車道和HOT車道提供了一種更穩定和可靠的交通管理方式，有利于促進綠色出行。王連震和戶佐安等在需求－供需平衡模型中進一步考慮了公交需求對布設HOV車道的影響，并確立了HOV車道布設的依據等[13-14]。然而，基于線圈實測數據的研究發現，80%的HOV車道利用率不足，且單純降低對HOV滿載率的限制并不能有效解決這一問題。國外調查研究發現，當HOV車道允許承載2人的車輛使用時，會導致其與普通車道一樣擁擠。為有效提高HOV車道的利用率與運行效率，相關學者提出，HOT車道應允許公交和HOT車輛免費使用，而普通車輛則需支付使用費。研究表明，建立科學的收費機制是HOT車道成功的關鍵。本文考慮到HOT車道在我國社會的有限接受度，故在此不作深入討論。

綜上所述，在多功能專用道的現有研究中，針對不同交通模式的需求，展開了布設方案和使用機制的相關探討。然而，在動態交通需求下，多功能專用道的時間適用性及動態管理機制、公交及HOV等特殊交通，以及其他優先交通（如應急車輛等）的多模式組合優化等問題，仍需進一步探討和研究。這些研究對于實現城市交通系統的可持續發展具有重要意義。

4" " 沿途瓶頸場景設計

交通瓶頸指在特定路段交通流效率顯著下降的現象。本文涉及的交通瓶頸場景有多功能專用道沿途的進出口和公交?？空?。研究將針對其引發的合流、分流、交織、換道等交通波動特征展開分析。交通瓶頸的研究方法包括靜態與動態兩類。靜態方法，以美國《道路通行能力手冊》為代表，無需依賴實時監測數據，僅依據特定的交通流參數和道路條件即可評估瓶頸處的通行能力。然而，該方法未能充分揭示瓶頸點與交通流間的相互作用機制，限制了其在復雜交通狀況下的應用。相比之下，動態瓶頸研究則提供了更為精確的分析，考慮了時間變化和交通流動態特性，為解決城市道路網絡中復雜的拓撲結構和交通構成下的瓶頸問題提供了新的視角。

在出入口瓶頸場景的研究中，現有研究發現，出入口會引發頻繁的合流、分流與交織現象，激發換道行為，造成交通流空檔，從而影響道路通行能力。雖然有研究表明，通過在合流點之前實施分流設計，可以有效緩解這一問題。然而，現有研究尚未充分探討進出口瓶頸的間距和位置優化，以及其與多功能專用道的協調設計。

關于公交?？空镜钠款i問題，未來研究需要進一步將相關研究成果與多功能專用道的交通流特征結合，提出與之協調的?？空驹O計方法，以實現交通流的高效管理。

5" " 工程實踐探索

在工程實踐領域，國內已有7個城市實施了多功能專用道。其中，無錫、上海、蘇州是基于公交專用道的基礎上設置高承載率車輛（HOV）車道的型式；其余4個城市則是把普通車道改為高承載率車輛（HOV）車道的型式等。具體如表2所示。

近年來，盡管各地都在積極推進多功能專用道的工程探索，并在一定程度上提高了道路的通行能力，但在實際運行過程中，仍面臨規劃設置不完善、缺少統一的規劃標準和設置規范、運行狀態評估或評價缺失、監管措施不到位、執法監管壓力大、輿論宣傳不到位等挑戰。為進一步提升多功能專用道的實施效果，需以系統思維從理論研究、規劃、設計、管理、控制、監管、執法、宣傳等方面推進系統性改進和優化，并深入探討其背后的學理和科學問題。

6" " 結 論

在公交專用道的演進中，見證了從傳統模式到動態公交專用道、HOV車道以及HOT車道等多樣化形式的轉變。這些模式的創新，豐富了專用道的研究與應用理論，為多功能專用道的科學布置提供了堅實的基礎。然而，為實現多功能專用道的最優配置和高效管理，還需深入探討其適用條件、服務對象及其最佳組合方式。盡管已有研究關注專用道服務對象的動態轉換和公交與HOV的組合優化問題，但對于如何統籌考慮公交、HOV、勤務車和應急車等多種模式以優先交通需求，特別是在不同道路條件和動態交通需求下踐行多功能專用道的適用性理論，仍有待研究和完善。

7" " 展 望

未來研究應聚焦于上述科學問題，深化多功能專用道適用性理論及其優化方法的基礎性研究。通過深入分析多功能專用道與各類交通流的交互作用關系，明確多功能專用道適用的道路條件、交通結構，以及在特定時段的功能機制與設計準則，進而形成一套完善的多功能專用道與進出口及停靠站的集成優化設計方法。展望未來，隨著感知與控制及智能網聯技術的進步，有望建立一套基于智能網聯的多功能專用道交叉口協同優化方法。這不僅能為多功能專用道的科學布設和高效管理提供系統化的理論與方法支撐，還有助于深化和擴展現有的公交服務理論，為解決城市交通擁堵和保障應急交通等問題提供新的思路和解決方案，助力應對日益復雜的城市交通挑戰。

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