高速公路出口区域事故频发,根据国内外统计数据,出入口区域发生的事故数占高速公路事故总数的40%以上,且出口区域是入口区域事故率的2～3倍。根据现行规范的规定,我国高速公路全路段指路标志的版面色彩均采用绿底白字配色设计,在高速公路上长时间驾驶过程中,单靠出口版面“距离、地名”信息的提醒方式及相同的标志色彩组成,并不能给予驾驶员一种强烈的刺激导向作用,可能使得驾驶员无法及时、准确、有效地获取出口信息,从而在出口区域做出极端冒险的驾驶行为。因此,亟待需要对高速公路出口指路标志进行优化。本文以改善高速公路出口区域安全水平为目标,根据色彩视觉心理相关研究基础,理论上筛选出4种颜色及3种颜色布局方式共12种高速公路出口指路标志优化设计方案,采用E-Prime实验与驾驶模拟实验相结合的方式,先后招募了40名、48名被试分别进行了两次实验。在E-Prime实验中,重点对色彩设计方案的视认性进行考察,通过对比12种色彩设计方案与现状高速公路出口指路标志的视认性优劣,筛选出3种设计方案进行进一步驾驶模拟实验。在驾驶模拟实验中,对驾驶员的眼动、脑电及驾驶行为进行了综合对比分析。最后,为验证设计方案的有效性,选用数据包络分析（DEA）方法建立高速公路出口指路标志综合评价模型对设计方案进行有效性评价。研究的主要结论如下:（1）E-Prime实验结果表明,在被试视认水平方面,玫红色全背景式、玫红色地点强调式、品红色全背景式设计的视认时间显著低于对照组,品红色出口强调式、青色设计的视认时间显著高于对照组,其余设计方案的视认时间与对照组均无显著差异;在被试操作水平方面,品红色与青色设计方案的错误率总体较高。通过对12种设计方案视认性综合对比择优,初选出玫红色全背景式、玫红色地点强调式、玫红色出口强调式3种高速公路出口指路标志设计方案进行进一步研究。（2）驾驶模拟实验结果和DEA综合评价结果表明,玫红色设计的标志场景在察觉距离、注视时间、有效注视比、警觉性水平、速度与加速度、方向盘转角及出口换道行为等方面均优于对照组标志场景,各场景的综合效率值从高到低依次是全背景式（1）、地点强调式（0.842195）、出口强调式（0.690888）、对照组（0.623155）。综上所述,基于色彩设计的高速公路出口指路标志的出口预告方法能够为驾驶员提供有效的出口指引,提升出口区域的交通安全水平。