在“交通强国”和“新基建”背景下，车路协同自动驾驶已成为发展趋势和热点，而自动驾驶货车队列被认为将是在高速公路上最先落地的相关技术之一。但是目前货车队列技术多研究车车协同，局限于局部车辆，对车路协同及整体交通优化等方面研究不多。同时，智能网联道路系统中提出在I3级高速公路专用道中实现特定条件下的货车队列技术，但是现有的货车车道管理策略一般基于传统道路基础设施，对车路协同自动驾驶货车队列与多车道高速公路货车车道管理策略相结合的研究略显不足。因此，本文面向车路协同自动驾驶，建立考虑整体交通优化和个体效益的多目标优化货车队列最优车速控制方法，在此基础上研究货车队列专用道等货车车道管理策略，并分析其对高速公路通行的影响，为高速公路管理者提供方法及建议。
　　首先，本文分析了宁沪高速研究路段的交通运行特征和货车车道管理策略。本文研究路段为宁沪高速南京至上海方向无锡段包含梅村服务区、机场互通、硕放枢纽在内的单向四车道高速公路。其中，交通运行特征从交通特征和事故特征两方面进行了分析，交通特征分析包括交通流、平均车速及车头时距，事故特征分析包括时空分布、车道分布、设施分布及事故类型统计。同时研究分析了宁沪高速公路现有的多车道车道管理策略。
　　其次，针对不久将来在“智慧高速”上行驶的货车队列项目，本文研究基于车路协同环境下，构建一个多目标优化的货车队列最优速度控制模型。本文所提到的基于车路协同自动驾驶环境，是指高速公路智能路侧设备感知全局交通信息，并将综合考虑全局交通优化和个体效益的决策规划信息反馈给单个自动驾驶车辆。该模型由改进的元胞传输模型与模型预测控制预测高速公路交通流状态，以瓶颈元胞通行流量最大和道路所有车辆通行时间最小为全局目标、货车队列燃油消耗最小为局部目标，通过带精英策略的非支配排序遗传算法得到货车队列最优速度控制值。
　　最后，本文在搭建具体研究路段的仿真平台基础上，分析基于多种场景的车道管控策略对道路通行效率和交通安全的影响。本文设置了人类驾驶员驾驶的小汽车（CAR）、人类驾驶员驾驶的货车（HDT）、自动驾驶货车队列三种车型，并在VISSIM中对CAR和HDT两种车型的驾驶行为模型参数分别进行标定。车道管控策略设置的三种仿真场景为：无货车队列最优速度控制中货车车道限制策略下的场景Ⅰ和货车队列专用车道策略下的场景Ⅱ，在有货车队列最优速度控制中货车队列专用车道策略下的场景Ⅲ。车道管控策略分析的内容包括：（1）研究场景Ⅰ和场景Ⅱ中货车队列以整体形式和以分离形式通过交织区的影响；（2）在场景Ⅰ中结合有无货车队列、场景Ⅱ中结合是否开放第二车道给HDT行驶进行具体分析；（3）对比分析场景Ⅰ和场景Ⅱ中设置货车队列专用道的条件；（4）最后在前述分析基础上研究场景Ⅲ中有无货车队列最优速度控制的影响并分车型、分车道进一步分析。
　　本文基于构建的车路协同环境下多目标优化货车队列速度优化控制方法，研究了多车道高速公路货车车道管理策略，通过在宁沪高速某复杂路段设置的三种仿真场景分析得出如下结论：①场景Ⅰ和场景Ⅱ中货车队列应以分离形式通过交织区；②场景Ⅰ中货车队列分离形式优于货车队列整体形式与无货车队列形式；③场景Ⅱ中货车队列整体形式下货车占比为 20%时、货车队列分离形式下货车占比为15%、20%时应该开放第二车道给HDT行驶；④当货车队列占总交通量比在20%~30%时，应设置货车队列专用车道；⑤场景Ⅲ中有货车队列最优速度控制优于无货车队列最优速度控制。