国民经济持续增长致使机动车保有量呈现“井喷”式增长,城市交通面临着越来越大压力。现在城市的交通用地越来越紧张,已建设的城市道路无法使市民方便快捷出行,而又无法大肆新建道路,故为了解决交通供需矛盾以及交通拥堵,缓解交通压力,很多城市通过规划建设城市快速路来分散车流量。跟驰和换道驾驶行为是车辆运行的两种基本行为,跟驰行为在交通系统中是一直存在的,研究跟驰行为是保证交通流稳定运行的基础,而换道行为是导致快速路车流震荡、交通激波现象、道路通行能力下降和车流失稳等宏观车流现象的重要原因之一。跟驰行为与换道行为之间具有一定的相关联性,两种行为之间切换也具有一定的规则。城市快速路交通系统中影响车辆驾驶行为的因素复杂多变,微小干扰可能会对车流的稳定运行产生巨大的影响,故为了解决交通供需矛盾、交通拥堵以及提高道路上车辆运行的安全性,缓解城市交通压力,有必要深入研究交通系统中车辆跟驰、换道行为的动态特性及快速路车辆交互行为解析及稳定性机理,为提高道路通行能力、交通安全提供技术支持。车辆的跟驰交互关系与分子之间的动力学关系具有极大的相似性,故本文首先以分子动力学为理论基础,以快速路交通系统中车辆跟驰驾驶行为作为研究对象,构建车辆间的分子跟驰模型,并通过对模型进行研究分析,研究快速路无汇流影响的主线区的车流簇态势特性。其次,从换道产生原因入手,对换道行为及换道可行性进行分析,总结归纳换道影响因素,以最小安全纵向距离模型为基础,融入了换道车辆在换道过程中的速度变化因素,构建了车辆换道模型。模型的仿真结果表明,本文所提出的车辆换道模型能够更贴合实际,为研究车辆平稳、安全换道提供依据,为分析宏观车流特性奠定理论基础。而后以经典FVD模型为基础,综合考虑驾驶员反应时间、周围多车横向偏移以及换道类型的影响,构建车辆行为模型;分析微观车辆跟驰、换道行为对快速路宏观车流的影响,运用分子跟驰理论对快速路车流系统进行分析得到加速度的波动特性,并对车流的波动从纵向和横向两方面对稳定性机理进行深入分析,并进行实例验证。最后在多源融合大数据环境下,根据实测数据对车辆行为模型进行了参数标定及验证分析,仿真手段验证表明,以经典FVD为基础的车流模型稳定性更高,能更好地模拟实际驾驶行为。进一步探究微观车辆驾驶行为对宏观车流运行的影响机理,对车流簇运行进行稳定性分析,为提高快速路车流运行稳定性、缓解交通压力和实现车路协同驾驶技术提供了理论基础和技术支持。