近年来,随着绿色出行理念的宣传普及和“共享单车”等公共设施的加持,非机动车交通逐渐回归大众视野。但非机动车交通极易受到外界环境的影响,“行路难”和“无路可走”在很多城市都是非常常见的现象,严重制约了非机动车交通的发展。本研究基于当前非机动车特点和道路特征,从畅通性、安全性和舒适性三方面构建城市非机动车道服务水平评价体系并提出服务水平提升措施。首先,选用交通负荷度作为畅通性评价指标。采取K-S检验法分析交通流速度分布特征并引入曼-惠特尼U检验分析不同车辆类型的速度差异。通过拟合具有不同隔离方式非机动车道的流量—密度关系模型,计算通行能力。研究发现机非隔离形式对通行能力有较大影响,人非隔离形式影响较小,同时根据通行能力估计值计算交通负荷度并进行畅通性分级。其次,采用超车率表征道路安全性。利用泊松分布建立超车数预测模型,采取弹性分析法定量分析影响因素对超车数的影响程度。结果表明道路宽度、非机动车流量、助动车比例和速度标准差对超车数有显著影响。根据超车率累计频率分布图确定交通安全评价等级。再次,选取骑行者舒适度作为道路舒适性指标。通过现场问卷调查获得骑行者舒适度评级,采用有序Logistic模型和有序Probit模型对自行车和助动车骑行者舒适度进行预测并通过比较拟合优度选择最优预测模型。利用边际效应分析自变量改变时对舒适度的影响。最后采用概率加成的方式计算所有骑行者舒适度预测值并划分舒适度评价等级。最后,选用层次熵分析法从主客观角度确定各评价指标综合权重,构建非机动车道服务水平评价体系。选取实际路段,调查各项数据进行服务水平评价,依照前述研究从道路特征、路侧环境、交通流条件三方面给出非机动车道服务水平提升建议。本研究补充了非机动车道服务水平评价方法,丰富了非机动车道研究理论,为非机动车道的建设提供理论支撑;同时可以用来指导非机动车道的优化设计与精细化管理,为非机动车道服务水平的提升提供参考。