建设快速路系统是优化大城市道路网结构，缓解交通拥堵的重要举措之一。随着我国快速路系统建设步伐的加快和对交通管理水平要求的不断提高，加快开展快速路系统服务水平评价方法研究显得尤为迫切。论文依托国家自然科学基金资助项目“城市快速路系统交通流理论及其应用研究”与高等学校博士学科点专项科研基金项目“城市快速路系统通行能力计算与服务水平评价方法研究”，以快速路系统为研究对象，利用统计分析、层次分析、文献研究、模糊综合评价等方法，对快速路系统特性、服务水平评价指标、分级方法与阈值确定方法以及服务水平分析方法进行研究，根据快速路的系统层次、应用阶段和应用目的不同，提出了相应的服务水平评价方法。这些理论与方法的研究，将为快速路系统的规划、设计、运营管理提供科学的依据，也对公路和其他等级的城市道路服务水平评价具有重要的借鉴意义。　　论文采用上海市高架快速路检测线圈获取的交通流数据，根据交通组成分析的成果，针对自然车型进行研究；分析了基本路段、分流区、合流区、交织区的流量与速度的时变特征以及流量—速度关系等，得到了相应的流量、速度、密度的特征值。着眼于快速路系统，分析了快速路路网结构特征、构型特征以及与周边道路的衔接；分析了快速路的交通诱导、匝道控制及限速特性。这些研究内容为建立快速路服务水平评价方法奠定了基础。　　分析了 HCM采用的服务水平评价指标和实践中采用的交通系统性能度量指标，分析了不同评价主体对交通系统服务水平评价的要求，总结了快速路系统服务水平评价指标应该满足的要求；提出了根据系统的层次、评价的应用阶段与应用目的不同，应该采用不同的指标和方法进行快速路系统服务水平评价；分别提出了快速路(一条快速路构成的系统)在规划设计阶段与运营阶段的服务水平评价指标以及快速路系统(快速路路网系统)的服务水平综合评价指标体系。　　分析了 HCM的六级、我国公路的四级和日本的三级服务水平体系的分级数量、应用方法以及存在的问题，分析了关于服务水平分级数量的各种观点，综合考虑快速路规划设计阶段和运营阶段的需求，提出将快速路系统服务水平划分为5个等级。　　分析了基于设施的单指标服务水平评价方法、基于设施的多指标评价方法以及基于驾驶员感知的评价方法当中所采用服务水平阈值确定方法，明确了阈值确定方法的本质是建立评价指标与交通状态的关系模型，交通状态变化临界点处的指标值即为服务水平阈值；归纳了服务水平阈值的特性；提出了快速路在规划设计阶段以密度为评价指标的、在运营阶段以行程速度指数为评价指标的服务水平阈值确定方法，以及快速路系统服务水平综合评价指标阈值的确定方法。　　将快速路划分为基本路段、分合流区、交织区三类组成要素，建立了自由流速度分别为70km/h、80km/h、90km/h的快速路基本路段流量—速度模型，以密度作为评价指标，建立了各类组成要素的服务水平标准；在此基础上，提出了评价快速路服务水平的评分加权法，首先将服务水平等级量化为百分制分值，建立一致的比较基础，然后以各组成要素长度与快速路总长度的比值为权重，各组成要素分值的加权和所在的服务水平等级即为快速路服务水平等级。　　提出了以行程速度指数为评价指标的快速路服务水平定量评价方法，该方法可应用于快速路的运营阶段；进一步提出了在运营阶段，面向运行分析应用与面向交通运行状况信息发布应用的快速路服务水平分析方法；提出了基于双线圈检测器地点速度数据的行程速度估算方法，证实了用车道2数据代替断面数据进行服务水平分析的可行性。　　利用层次分析法和模糊综合评价方法，建立了快速路系统服务水平二级综合评价模型，确定了评价指标体系，采用单准则AHP构权法确定了评价指标的权重，建立了各个评价指标的隶属函数，选择了适宜的模糊评价模型，提出了根据应用目的确定评价结果的方法。