近年来，我国许多大城市开始了大规模地快速路建设，以期形成城市内部大区域间交通流动的大动脉。而针对城市快速路交通流理论的研究，是进行城市快速路交通管控的前提与基础，是提高快速路运行效率的关键手段之一。城市快速路车头时距是描述交通流运行特性的重要参数之一，是进行快速路通行能力研究、驾驶特性分析、安全性评价的关键依据。因此，本文以城市快速路车头时距特性作为研究切入点，研究不同交通状态、不同跟车类型以及不同位置及车道条件下的车头时距参数特性，主要研究内容如下：（1）采用视频手段采集北京快速路7个断面共21条车道的车头时距数据；通过数据预处理剔除异常数据。考虑到交通状态划分的模糊性，采用模糊聚类的方法对快速路交通状态进行划分，为进行不同交通状态下的车头时距分析奠定基础。（2）分别分析在拥堵和畅通两种状态下车头时距的影响因素。主要包括位置因素(内中外三车道的影响、入口匝道上下游的影响、出入口匝道下游的影响)；跟车类型因素（小车-小车、大车-小车、小车-大车、大车-大车）以及速度因素。通过不同集合数据的显著性分析结果可知，上述三种因素都会对车头时距的统计特性产生影响，在进行交通管控时，需要考虑这些因素对车头时距的影响。（3）在分析车头时距数据统计参数特性的基础上，分别采用负指数分布和对数正态分布对畅通和拥挤不同状态下的车头时距数据进行拟合。基于拟合结果，考虑在不同的交通状态下采用不同的分布函数，进而建立了考虑实际车头时距分布特性的混合模型，通过数据验证结果表明，混合模型能够更加有效的描述在不同交通状态下的车头时距分布特性。上述研究进一步分析了城市快速路车头时距的影响因素与分布特性，可以丰富和发展快速路交通流理论，为城市快速路交通管理与控制提供一定的理论基础与实践价值。