多左转车道的信号交叉口交通组织能够有效提升交叉口左转通行能力,但随着左转车道数的增多,左转车辆在交叉口内部的相互干扰会更加严重,从而降低交叉口通行效率和行车安全。目前,国内外对此方面的研究多集中于设置双左转车道或三左转车道的交叉口,而对更为复杂的四左转车道交通组织形式下的交叉口车辆运行特性的研究较少。本文深入分析了四左转车道车辆在交叉口内部的运行特性,并考虑驾驶员的主观能动性和车道选择行为的随机性,采用数据统计和回归分析的相关方法,探索了四左转车道的车辆在交叉口内运行过程中换道率及换道区间选择的主要影响因素,构建了车辆换道率模型和车辆换道区间选择模型,并在此基础上,建立了适用于信号交叉口四左转车道组通行能力的计算模型。本文的具体研究内容如下:(1)对交叉口四左转车道交通运行影响因素进行分析。总结了四左转交通流的特点,并通过交通调查运用对比分析的方法研究了四左转车道饱和流率与单左转车道、双左转车道、三左转车道饱和流率存在的差异。通过对交叉口四左转车道进出口车辆数以及车辆在交叉口内换道位置区间分布状况的统计,分析了交叉口内部左转车辆的换道规律。最后,通过对换道行为影响下左转车辆车头时距波动情况的研究,以及有、无换道行为影响的车道饱和流率的对比,从不同角度分析和论证了换道行为对四左转车道交通运行状况的影响。(2)构建了交叉口四左转车道车辆换道率模型。基于车辆换道意图的不同对车辆换道行为的特点进行了总结,并分析了可能对换道行为产生影响的各项因素。针对车辆的排队释放过程和随机到达释放过程选用多元线性回归的方法构建了换道率模型。经研究发现,交叉口出口交织区长度、四左转车道组的流率,以及释放的左转车辆中大型车占有率对车辆在交叉口内的换道率都有显著影响。对模型进行拟合优度检验和实例验证,结果显示所建立的模型不仅能较好地拟合样本观测值,而且能较准确地预测新发生的换道率。(3)建立了四左转车道车辆换道区间选择模型。从微观的角度对左转车辆个体在交叉口换道区间选择的概率进行研究。将交叉口左转车辆的换道行为分成两类,即由内侧车道向外侧车道(from Inside to Outside,I2O)换道和由外侧车道向内侧车道(from Outside to Inside,O2I)换道,同时根据换道行为发生区域的不同将每一类的换道车辆划分为交叉口内换道和交叉口外换道两部分。从而将微观模型的研究转化成了个体车辆进行换道区间选择的二值问题。根据所研究变量的类型选用二元Logistic回归方法分别建立了I2O和O2I两个方面的换道区间选择模型,并运用边际效益分析和调整预测方法对所建立的模型进行了解释,量化分析了各自变量在模型中所起的作用。最后,对所建立的模型进行了拟合优度检验和实例验证,结果表明模型鲁棒性良好。(4)根据前文所建立的车辆换道率模型,推导了换道率修正系数计算公式,进而修正了Highway Capacity Manual(HCM)2010中的通行能力计算模型,提出了适用于交叉口专用四左转车道组实际通行能力的计算方法。最后对全文的主要研究内容进行了总结,归纳了论文写作过程中所取得的研究成果和存在的不足,并展望了下一步研究工作的内容。