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城市快速路作为城市道路的骨干，可以满足大容量、长距离、高速度的运输需求。快速路的高效、安全运行，对于城市整体的交通运行十分关键。随着城市规模变大、出行需求增加，城市快速路与其他城市道路的联系加强，城市快速路沿线出口指引效用低下问题突出，尤其是重要立交节点指路标志系统设置合理性问题、路段出口预告缺失问题、桥形标志过度复杂问题以及高架路段出口标志多信息选取问题。事实上，提高快速路指路标志系统设置效用的本质是增强对驾驶人主观感知、认知决策、操控行为及运行状态的积极影响，进而保障驾驶安全、提升行驶效率。多因素、定量化、多维化、系统化的研究要求为此类问题的解决提出了挑战。以往针对快速路指路标志研究主要借助主观问卷、经验借鉴、归纳总结、室内视认等静态实验手段，存在不系统、不量化、不动态等特点。且以往传统标志效用评估主要采用经验式主观评估、先应用后评估等方法，存在主观性强、数据不全面等缺陷，难以很好地满足驾驶人的实际需要。
为改善快速路指路标志系统薄弱环节，解决现存关键问题，研究搭建以“驾驶人为核心”模拟和自然驾驶综合研究平台，形成多维度、细粒度动态驾驶数据库，获得驾驶人主观需求、视觉认读、脑电认知及驾驶行为特征，提出基于驾驶人认知规律的预告标、桥形标、出口标的定量评估优化方法，为相关规范编制及工程应用提供理论依据。同时，突破经验式主观研究方式，提出以人为核心集需求、评估、优化为一体的标志定量评估优化一般性范式，为其他指路标志效用评估及优化设置问题提供解决思路。具体研究工作简介如下:
首先，挖掘了城市快速路指路标志系统用户需求特征。借助微信网络平台，实施大样本问卷调查。从宏观层面，分析城市快速路日常出行存在问题及指路标志现状评价。从微观层面，聚焦各类标志关键问题，挖掘用户针对预告标志、桥形标志及出口标志的使用评价及需求建议。结果响应了论文拟解决的关键问题，明确了论文研究的必要性与重要性。
其次，明确了典型快速路立交出口标志系统影响规律。基于驾驶模拟技术获取多维动态行为数据，对比不同匝道类型、不同标志设置方案对驾驶人的影响，以明确典型指路标志系统关键标志的设置效用。顺利的实验开展及结果分析，验证了基于驾驶模拟技术开展标志机理分析与评估优化研究的可行性，为后期相关内容的开展奠定研究基础。
再次，实现了考虑路段出口间距因素的预告标志效用评估及优化。以2种路段出口间距及5种预告标志方案作为实验因素，开展驾驶模拟实验，搭建集主观感受、操控行为与车辆运行于一体的综合评估指标体系。采用基于熵权的TOPSIS方法及K-means聚类分析方法，获取两种间距条件下路段出口优化预告次数及最少预告次数。提出优化设置建议，有效地解决快速路密集型路段出口预告标志随意设置的问题。
之后，实现了考虑图形复杂度的桥形标志认知机理及优化。一方面，以驾驶人认知理论及神经科学理论为研究基础，开展多条件、多因素控制的驾驶模拟实验，结合统计分析、大数据分析技术研究不同复杂度桥形标志对驾驶人视认、行为特性的影响规律。并借助脑电信号提取技术采集脑电认知特性数据，分析驾驶人内在隐形特征。依托灰色理论及多元图理论，挖掘驾驶人显性、隐性特征间的关联机制。另一方面，通过模拟驾驶技术实现针对复杂桥形标志的4种优化方案的效果测试，并利用灰色近优评价模型获取最优设计设置方法。研究成果助力于有效解决复杂桥形标志指路效用待提升问题。
同时，明确了考虑版面布局的多信息出口标志视觉搜索模式及优化方法。开发互动测试程序，实施室内视认实验获取视觉数据。利用方差分析及SNK获取驾驶人在标志版面中的认知时间分配及视觉搜索顺序，明确多信息出口标志的视觉搜索模式。并搭建模型探索视认时间与信息量、版面布局方式间的量化关系，解析多信息出口标志认读规律，明确信息量选取合理范围，很好地解决快速路高架路段出口标志多信息选取问题。
最后，实现了典型城市快速路指路标志系统设置效用的实测评估。基于自然驾驶技术，针对西二环、莲花池东西路12个路段快速路指路标志系统开展实地测试实验，获取大量详实数据。基于熵权法TOPSIS方法开展综合评估，并针对效用低下路段进行致因分析，进而提出改善建议，进而为后续工程应用及相关规范的完善提供研究依据。为增强相关规范制定及工程应用严谨性、科学性，一改经验式主观效用评估优化方式，创新性地构建了“理论+应用”城市快速路指路标志定量化评估及优化一般性范式，为其他交通安全设施的类似优化设计设置问题提供一般性解决方法。
为改善快速路指路标志系统薄弱环节，解决现存关键问题，研究搭建以“驾驶人为核心”模拟和自然驾驶综合研究平台，形成多维度、细粒度动态驾驶数据库，获得驾驶人主观需求、视觉认读、脑电认知及驾驶行为特征，提出基于驾驶人认知规律的预告标、桥形标、出口标的定量评估优化方法，为相关规范编制及工程应用提供理论依据。同时，突破经验式主观研究方式，提出以人为核心集需求、评估、优化为一体的标志定量评估优化一般性范式，为其他指路标志效用评估及优化设置问题提供解决思路。具体研究工作简介如下:
首先，挖掘了城市快速路指路标志系统用户需求特征。借助微信网络平台，实施大样本问卷调查。从宏观层面，分析城市快速路日常出行存在问题及指路标志现状评价。从微观层面，聚焦各类标志关键问题，挖掘用户针对预告标志、桥形标志及出口标志的使用评价及需求建议。结果响应了论文拟解决的关键问题，明确了论文研究的必要性与重要性。
其次，明确了典型快速路立交出口标志系统影响规律。基于驾驶模拟技术获取多维动态行为数据，对比不同匝道类型、不同标志设置方案对驾驶人的影响，以明确典型指路标志系统关键标志的设置效用。顺利的实验开展及结果分析，验证了基于驾驶模拟技术开展标志机理分析与评估优化研究的可行性，为后期相关内容的开展奠定研究基础。
再次，实现了考虑路段出口间距因素的预告标志效用评估及优化。以2种路段出口间距及5种预告标志方案作为实验因素，开展驾驶模拟实验，搭建集主观感受、操控行为与车辆运行于一体的综合评估指标体系。采用基于熵权的TOPSIS方法及K-means聚类分析方法，获取两种间距条件下路段出口优化预告次数及最少预告次数。提出优化设置建议，有效地解决快速路密集型路段出口预告标志随意设置的问题。
之后，实现了考虑图形复杂度的桥形标志认知机理及优化。一方面，以驾驶人认知理论及神经科学理论为研究基础，开展多条件、多因素控制的驾驶模拟实验，结合统计分析、大数据分析技术研究不同复杂度桥形标志对驾驶人视认、行为特性的影响规律。并借助脑电信号提取技术采集脑电认知特性数据，分析驾驶人内在隐形特征。依托灰色理论及多元图理论，挖掘驾驶人显性、隐性特征间的关联机制。另一方面，通过模拟驾驶技术实现针对复杂桥形标志的4种优化方案的效果测试，并利用灰色近优评价模型获取最优设计设置方法。研究成果助力于有效解决复杂桥形标志指路效用待提升问题。
同时，明确了考虑版面布局的多信息出口标志视觉搜索模式及优化方法。开发互动测试程序，实施室内视认实验获取视觉数据。利用方差分析及SNK获取驾驶人在标志版面中的认知时间分配及视觉搜索顺序，明确多信息出口标志的视觉搜索模式。并搭建模型探索视认时间与信息量、版面布局方式间的量化关系，解析多信息出口标志认读规律，明确信息量选取合理范围，很好地解决快速路高架路段出口标志多信息选取问题。
最后，实现了典型城市快速路指路标志系统设置效用的实测评估。基于自然驾驶技术，针对西二环、莲花池东西路12个路段快速路指路标志系统开展实地测试实验，获取大量详实数据。基于熵权法TOPSIS方法开展综合评估，并针对效用低下路段进行致因分析，进而提出改善建议，进而为后续工程应用及相关规范的完善提供研究依据。为增强相关规范制定及工程应用严谨性、科学性，一改经验式主观效用评估优化方式，创新性地构建了“理论+应用”城市快速路指路标志定量化评估及优化一般性范式，为其他交通安全设施的类似优化设计设置问题提供一般性解决方法。