我国危险品道路运输的安全形势严峻,在一些人口密集、车流量大且化工产业密集的港区城市更为突出。设置专用车道被认为能够有效预防安全事故,减少混合行驶带来的安全隐患,已成为降低危险品道路运输风险的现实选择,但可能会使普通车道更加拥挤。基于此,本文从均衡运输成本、风险以及专用车道对正常交通的影响的角度出发,研究港区城市危险品道路运输专用车道选择的模型和算法,来解决专用车道选择问题及危险品运输车辆在设有专用车道的路网中的路径选择问题。本文基于移动瓶颈理论,分析混行条件下港区城市危险品车辆和社会车辆这两类交通流之间的干扰影响,论证将危险品运输车辆与社会车辆分流,降低二者之间干扰的必要性,为研究危险品道路运输专用车道选择模型奠定了基础。结合交通流理论量化专用车道对正常交通的影响,并基于传统的风险度量模型修正危险品运输车辆带来的风险,进而构建了一个双层规划模型,上层规划以运输风险最小化和对正常交通的影响最小化为目标进行专用车道的选择,下层规划针对多O-D对的危险品运输任务建模,在优化后的路网上选择最优路径。针对双层规划NP难的本质,分别基于粒子群算法和遗传算法设计两种混合元启发式算法和一种基于枚举法的精确算法。最后,通过大规模的算例分析验证模型和算法的有效性,并对关键参数进行灵敏度分析。结果表明:(1)构建的双层规划模型能很好地反映实际运输情况,可以在兼顾危险品运输企业和普通出行者利益的同时,得到使运输总风险和对正常交通影响较小的专用车道选择方案,显著降低危险品运输网络的总风险;(2)两种启发式算法都是求解该问题的有效方法,基于粒子群算法的算法求解时间更短,基于遗传算法的算法在求解质量方面更有优势;(3)一定程度上,专用车道的利用率的上升可以提高其降低风险的效用,但随着危险品运输车辆比例的不断上升,尤其是当(?)时,专用车道降低风险的优势就逐渐降低。