车辆排队、消散、超车等过程往往伴随有车道变换行为。在高峰时段,车道变换行为会引发交通拥堵,严重时将导致交通事故。特别是我国存在相当一部分驾驶员漠视交通法规,在驾驶车辆的过程中任意变道甚至违章变道,因此同国外相比我国驾驶员车道变换行为尤为复杂。正因为如此,车道变换微观仿真技术日益受到我国及各国政府的重视并成为交通运输和车辆工程等领域的研究热点。相应地,车道变换微观模型研究对于完善微观交通仿真系统,改善行车环境和提高道路通行能力具有重要的指导意义。在分析传统车道变换分类方法的基础上,根据交通流特性及驾驶员之间相互制约关系将车道变换行为划分为开放式、制约式、协作式三类,并按车道变换意图的产生、可行性分析以及车道变换行为的实施对车道变换过程展开论述;统计了哈尔滨、上海、深圳三城市车道变换数据,分析了不同交通量、不同车速、不同车型、不同道路条件下的车道变换行为特性;针对不同类型的车道变换行为,考虑车辆间的影响通过拟合分析、模型推导、归纳总结等方法,建立了城市道路条件下的车道变换微观模型,应用实测数据对车道变换模型参数进行了标定,并采用VC++语言实现图像和数值仿真,应用SPSS软件对比分析实测和仿真数据来验证模型的有效性。论文通过对城市道路车道变换行为的深入探讨,在车道变换分类、车道变换微观模型的建立等方面有所创新:提出了基于交通流特性的车道变换分类方法;引入三次β样条曲线,建立了开放式车道变换模型;考虑约束车辆的影响,应用多项式理论建立了制约式车道变换模型;从汇入车道驾驶员时间延误和安全性角度出发,构建了基于驾驶员竞争与合作的博弈论模型。