高速公路出匝口及其影响区域内,交通拥堵及交通事故频发与驾驶员随意变更车道密切相关。基于此,论文构建了车辆变道完成时刻车距模型及高速公路出匝车辆变道模型,对高速公路出口预告标志安全距离计算及出匝成功率与出匝可用距离关系进行研究。分析高速公路出匝车辆安全变道的影响因素,结合车道变换行为进行运动学分析,建立车辆换道过程中最小可变道间隔计算模型,并根据实地调查结果对可变道间隔模型进行了系数修正。运用概率统计与排队论方法分析了特定路段的车辆到达率特点和可变道间隔出现的概率,引入出匝成功率这一概念,建立出匝车辆变道模型,并借此建立实际道路条件参数、车辆出匝可用距离与出匝成功率之间的关系模型,为科学合理规划设计出匝区域、安全引导驾驶员出匝提供了理论依据。将研究结论运用到高速公路出口前置指路标志(AGS)设置方法改进中,最终建立了AGS安全设置距离计算模型,并通过实例计算得出双向六车道与双向八车道AGS设置安全距离。结果表明:不同道路条件下计算得出的AGS安全设置距离不同,与我国现行相关规范中数值有一定程度上的差异,我国现行相关规范有待改善。研究表明,交通流适中时,三车道最内侧驾驶员驶出高速公路的成功率随着可用距离的增加而增加,当可用距离到1000m左右时,驶出成功概率可达到90%以上,且之后逐渐趋于平稳。若要继续保持或追求较高的出匝成功率,可用距离应依照驶出成功率-出匝车辆距离关系曲线相应增加,且车流量越高,驶出成功率的提升难度越大。