目前我国高速公路正处在建养并重时期,随着公路的不断建成和投入运营,公路施工、养护问题也应运而生,尤其对于早期的双向四车道高速公路破损较为严重,对四车道公路的施工作业就显得迫在眉睫。高速公路施工作业区是高速公路进行养护而设置的交通管理区域,施工作业区分为警告区、上游过渡区、工作区、下游过渡区和终止区这六个区域。警告区的作用主要是提醒驾驶员前方道路施工,注意施工区周边交通的变化状况,小心驾驶以便及时采取措施。对于高速公路施工警告区的长度以往均是从车辆正常行驶至最终限速值的距离、车辆到达警告区排队尾部时的最小安全距离以及因封闭车道、车道数减少等原因引起的车辆排队长度这三部分构成,这种方法获得的长度使得车辆在警告区终点处排队等待,增加了车辆的延误。通过调查,驾驶员倾向于在看到车道变少标志后,寻找换道机会向未被占用车道换道,因此以车辆换道特性为基础设置警告区长度,减少车辆在警告区末端排队等待的车辆,从而降低车辆延误提高车辆通过时的速度。本文在对施工警告区车辆交通特性进行研究的基础上,提出施工警告区长度优化理念,以保证车辆在施工警告区安全、畅通、平稳完成换道任务作为施工警告区长度的重要考虑因素。接着通过对换道车辆驾驶特性的分析,构建换道车辆与目标车道车辆之间的博弈模型,并以心理安全收益和时间收益作为博弈双方的“得失”指标。其心理安全收益的量化是进行博弈的一个重要量化指标,利用物理学中的电场来构建驾驶人的心理场,并对心理场中的相关指标进行标定。然后利用构建的模型求解车辆换道的长度,对于换道长度主要由两部分构成即车辆从产生换道意图到目标车道出现可插入间隙所行驶的路程和车辆在换道过程中所行驶的路程。对于寻找可插入间隙阶段所行驶的路程通过利用高速公路车辆车头时距的特性来求解,对于车辆在换道过程中所行驶的路程,通过文中建立的博弈模型并将车辆换道过程分为若干部分,分步求出各部分车辆的最优驾驶策略,以此求出车辆换道过程的最优策略集合。同时利用车辆换道时的动力特性对车辆在横向上的运动轨迹进行数学建模,以此求解在任意时间车辆间的相对位置及夹角。最后利用VISSIM仿真技术对优化后的警告区长度进行仿真,以排队长度、延误作为指标验证警告区优化长度的合理性。