作为城市道路安全薄弱环节之一,占道施工区道路资源紧张、交通环境复杂,行车安全和效率问题显得尤为棘手。基于此,本文通过采集车辆动态行驶轨迹等真实数据,对施工区的换道行为进行了定量分析,分别建立了换道冲突风险预测模型和封闭车道换道能力模型,并通过仿真手段,标定不同驾驶倾向换道行为的安全风险,模拟各施工区布设情境下的封闭车道换道效率,进一步研究城市道路占道施工区的最佳布设方案。首先,比较了城市道路施工区实际布设情景与现行规范要求的区别,分析了城市道路施工区交通特性,探讨了最晚点换道点的距离、交通流状况、驾驶员特性、车辆类型等因素对施工区车辆换道决策的影响。然后通过无人机航拍、Tracker软件记录并提取了570组有效的车辆换道数据,利用滤波技术对数据进行清洗,得到了换道持续时间、换道速度与加速度、可插入间隙和换道位置等特征变量,在此基础上,采用谱聚类算法将驾驶风格划分为谨慎型、稳健型和激进型。其次,从冲突风险出发,讨论施工区换道行为的安全性。分析并选取了六个影响强制换道安全性的影响因素作为冲突风险预测模型的自变量;从描述换道冲突风险的概率和严重程度两个方面考虑,分别选取碰撞时间和避撞减速度作为衡量标准,并构建一项综合指标,用以标定强制换道行为的四种冲突风险水平,将其作为冲突风险预测模型的因变量。随之构建了城市道路占道施工区强制换道冲突风险预测模型,用以预测施工区换道行为处于各冲突风险水平的概率。再次,从换道能力出发,讨论施工区的换道效率。一方面从动力学层面探讨不同驾驶交互情景下的换道可插入间隙;另一方面从驾驶员心理特性出发分析封闭车道各处的换道压力,基于Erlang分布,建立了各施工区布设情景下的施工区车辆强制换道能力模型,并进一步研究了警告区缺失条件下施工区强制换道能力。在此之上,提出换道效率的概念,用以分析后续仿真结果。最后,综合换道安全性与换道效率两项评价指标,对施工区控制长度进行评价。应用Matlab仿真平台模拟城市道路的换道情景,先是得到了上游过渡区和警告区长度取不同数值时,车辆换道行为的冲突风险水平和换道效率各自的变化规律。其后,构建了能够同时反应换道效率和安全性的综合指标,利用这一指标评选出不同交通量环境中,在总长度固定条件下,上游过渡区和警告区的最优长度组合方案,为城市道路的施工区布设提供理论依据。