快速路是城市道路交通系统的重要组成部分,具流量大、车速快、出入口控制等特点,承载城市内高速度、长距离需求的机动车出行。近年来随着城市片区间交通需求的迅猛增长,城市快速路出现严重的交通拥堵问题,导致大量出行延误和交通安全事故。合流区作为最常见快速路瓶颈类型,是主线车流与匝道汇入车流交汇区域,车辆间冲突影响严重,致使拥堵、事故等交通问题频出,引发显著的“通行能力下降”现象,即瓶颈实际车辆通过率远小于正常通行能力。本研究以南京应天大街高架入口匝道合流瓶颈区为实例,利用无人机航拍与视频图像处理技术获取高精度车辆轨迹数据,结合合流区瓶颈交通拥堵特征,对通行能力下降现象开展宏观与微观的研究,重点分析其时空演变特征,并深入理解换道与跟驰等微观行为对瓶颈通行能力下降演变过程的影响。首先明确该合流瓶颈区的车辆轨迹提取与去噪的流程,选取典型的合流瓶颈路段,采用无人机航拍与图像识别技术,对研究区域内拥堵前后的所有车辆进行识别跟踪;考虑速度与加速度阈值,结合三次指数平滑算法对轨迹数据进行平滑处理,获取完整连续的车辆轨迹群数据,为后续研究的可靠性奠定数据基础。其次,明确通行能力下降前后的交通流运行特征。结合通行能力下降含义研究,对研究路段进行区域划分,并构建重点断面的斜累计曲线,识别瓶颈路段的通行能力下降时刻。基于交通流理论,从该瓶颈区的交通流时变特性、车辆运行特征进行分析,研究交通流参数与通行能力下降之间的关联,为车辆轨迹特征中的通行能力下降演变过程划分奠定基础。接着,明晰通行能力下降演变过程与车辆运行轨迹之间的关联。对该瓶颈区的主线车道连续断面进行斜累积曲线构建,提取连续断面的通行能力下降特征点。结合三相交通流理论的时空特征图绘制,构建通行能力下降演变过程与交通相之间的联系,并对各通行能力阶段的轨迹特性进行分析。最后利用灰色关联分析法与Newell跟驰模型提取车辆换道与跟驰等微观特征参数,构建微观换道影响模型解析由换道对后车的扰动传播特征,基于车辆运行轨迹量化通行能力下降的微观特征,构建通行能力下降的分析计算模型,进一步解析瓶颈区通过流量突变致因。