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城市快速路作为城市路网的主骨架，是城市交通体系中的核心结构。然而随着城市交通需求的逐渐扩大，汽车保有量和交通出行量的大幅增加，快速路的交通问题日益严峻，尤其在早、晚高峰期间,大量车辆进出快速路,使分合流区交通压力过大,从而引发各种交通问题,导致快速路功能受到制约。相比于合流区，分流区内混杂着各种行驶目的的车辆，交通运动状态更加紊乱，使得快速路出口影响区成为整个路网体系的瓶颈。车道管理作为有效的交通改善手段，可在一定程度上改善交通供需不平衡的现状，提高交通出行的安全性和高效性。因此，如何通过车道管理对快速路出口进行有效改善、缓解交通问题，具有重要意义。
本文基于自然驾驶数据，以城市快速路出口影响区为研究对象，考虑不同的快速路出口类型，对车辆换道安全性进行分级；分析、比较不同换道安全级别之间的换道影响因素的异同，并给出换道影响和风险的分布区域；同时建立换道风险评估模型，预测在一定条件下，车辆换道发生风险的概率；基于换道风险评估模型，给出城市快速路出口车道管理的方法，并结合快速路出口具体实例给出有效的车道管理方案。
首先，利用谷歌地球描绘研究所需路段路径，导出研究路段的经纬度，利用k近邻算法匹配原始自然驾驶的样本数据，得到研究路段内的初筛样本，然后通过初筛样本的二次导入，进一步确定经过研究路段的样本，并对所得样本数据进行预处理，得到可用于分析的有效数据。
其次，针对不同类型的快速路出口，在快速路出口影响区内对交通运行环境和车辆换道安全分别进行等级划分；将影响车辆换道的因素划分为人、车、路三个方面，分析危险换道和正常换道与不同换道影响因素之间的联系和区别，并针对车辆换道的运行特征进行分析；给出快速路出口换道风险区域。
再次，在不同安全等级车辆换道特征和换道区域分布的分析基础上，针对不同类型快速路出口、不同的横向换道，分别建立了换道风险评估模型，预测在一定车速、换道位置和交通运行环境等条件下车辆换道发生风险的概率，同时定量给出了不同影响因素对换道风险发生的具体影响程度；对所建立模型的精准度和泛化能力分别进行了评价，进一步确定了模型的有效性。
最后，对换道风险评估模型的理论意义和各变量影响因素的定量含义进行了分析；基于实际道路交通状况(包括换道车速、周围车辆平均速度、换道持续时间)结合所建立的模型，考虑换道位置和换道车速两个可控因素，分别给出了相应的城市快速路出口影响区的车道管理方法，包括：基于一定换道风险和车速条件下的不同车道出口的最迟换道位置、以及车辆在不同位置换道的合理车速，并针对车辆换道位置的管理给出了直接可供工程应用的纵向换道最迟位置参考值；同时，对三种类型的快速路出口，各取一具体的快速路出口实例，给出了有针对性的车道管理方案。
本文以期通过对自然驾驶数据的分析、建模，提供更有效的城市快速路出口车道管理方法，管理车辆的换道，防止驾驶员出现激进的换道行为，降低车辆换道风险发生的概率。
本文基于自然驾驶数据，以城市快速路出口影响区为研究对象，考虑不同的快速路出口类型，对车辆换道安全性进行分级；分析、比较不同换道安全级别之间的换道影响因素的异同，并给出换道影响和风险的分布区域；同时建立换道风险评估模型，预测在一定条件下，车辆换道发生风险的概率；基于换道风险评估模型，给出城市快速路出口车道管理的方法，并结合快速路出口具体实例给出有效的车道管理方案。
首先，利用谷歌地球描绘研究所需路段路径，导出研究路段的经纬度，利用k近邻算法匹配原始自然驾驶的样本数据，得到研究路段内的初筛样本，然后通过初筛样本的二次导入，进一步确定经过研究路段的样本，并对所得样本数据进行预处理，得到可用于分析的有效数据。
其次，针对不同类型的快速路出口，在快速路出口影响区内对交通运行环境和车辆换道安全分别进行等级划分；将影响车辆换道的因素划分为人、车、路三个方面，分析危险换道和正常换道与不同换道影响因素之间的联系和区别，并针对车辆换道的运行特征进行分析；给出快速路出口换道风险区域。
再次，在不同安全等级车辆换道特征和换道区域分布的分析基础上，针对不同类型快速路出口、不同的横向换道，分别建立了换道风险评估模型，预测在一定车速、换道位置和交通运行环境等条件下车辆换道发生风险的概率，同时定量给出了不同影响因素对换道风险发生的具体影响程度；对所建立模型的精准度和泛化能力分别进行了评价，进一步确定了模型的有效性。
最后，对换道风险评估模型的理论意义和各变量影响因素的定量含义进行了分析；基于实际道路交通状况(包括换道车速、周围车辆平均速度、换道持续时间)结合所建立的模型，考虑换道位置和换道车速两个可控因素，分别给出了相应的城市快速路出口影响区的车道管理方法，包括：基于一定换道风险和车速条件下的不同车道出口的最迟换道位置、以及车辆在不同位置换道的合理车速，并针对车辆换道位置的管理给出了直接可供工程应用的纵向换道最迟位置参考值；同时，对三种类型的快速路出口，各取一具体的快速路出口实例，给出了有针对性的车道管理方案。
本文以期通过对自然驾驶数据的分析、建模，提供更有效的城市快速路出口车道管理方法，管理车辆的换道，防止驾驶员出现激进的换道行为，降低车辆换道风险发生的概率。