随着社会以及经济的高速发展,我国交通运输基础设施和汽车保有量保持着持续增长的趋势,其中高速公路有着行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全等特点,在公路网中承担着干线的重要作用,其客运量和货运量逐年上升,里程也在逐年增加。在高速公路的合流区内,由于汇入车的换道汇入行为,往往会影响主路车道上车辆的行驶,造成交通流紊乱、行车延误增大、车头间距减小、行车速度降低、车辆多次换道、多个车辆同时换道等情况,成为交通安全事故的高发区域,严重影响着整个高速公路的车辆运行安全和通行效率。因此,研究高速公路合流区换道汇入行为运行特性和车辆换道汇入最小安全距离对提高高速公路行车安全性和通行效率有着重要意义。本文选取高速公路合流区内的换道汇入行为进行研究分析,基于NGSIM（Next Generation Simulation）数据集对换道汇入行为进行特性分析,建立了汇入车在不同类型换道汇入行为下的最小安全距离模型,并对模型进行仿真分析和计算验证,本文的主要研究成果概括如下:首先,对高速公路合流区进行介绍,确定本文的研究对象为平行式加速车道上的换道汇入行为,将换道汇入行为细分为自由换道、协作换道和挤车换道三类,并对换道汇入行为的影响因素进行分析。基于NGSIM数据集,从中提取出换道汇入车的行驶轨迹数据,定义换道汇入开始时刻为汇入车开始出现明显横向位移的时刻,并以此提取出换道汇入车对应的主路车道上前导车和后随车的车辆行驶轨迹数据,将提取出的车辆轨迹数据按照自由换道、协作换道和挤车换道进行分类,为之后的分析和建模提供数据支撑。其次,根据换道汇入车与主路车道上前导车、后随车的实际行驶轨迹数据,对换道汇入开始时刻的各种实测数据以及不同数据之间的关系进行统计分析,分别对换道汇入开始时刻三种不同类型汇入车选择的汇入间隙、合流点分布、行驶距离和合流速度进行统计分析,并对汇入间隙与汇入速度、汇入间隙与合流点位置以及前导车和后随车与汇入车之间的相对距离进行统计分析,总结出不同类型的换道汇入行为的运行规律,为接下来的模型建立和仿真分析奠定了基础。最后,对换道汇入环境进行描述,并对模型中参数进行定义,运用运动学理论和公式,根据汇入车、前导车和后随车在不同类型下换道汇入过程中的运动位置变化,分别建立了自由换道、协作换道和挤车换道汇入车与前导车和后随车之间的最小安全距离模型,该模型能够保证汇入车在换道汇入过程中不与主路车道上的前导车和后随车发生碰撞。使用Matlab仿真软件分别对三种换道汇入行为最小安全距离模型进行仿真分析,得出汇入车的安全区域和非安全区域;使用NGSIM数据集中提取的自由换道、协作换道和挤车换道实际轨迹数据对最小安全距离模型进行计算验证,计算结果为所有的实际换道汇入初始距离均大于模型计算的最小初始安全距离,说明了模型的合理性和适用性。