随着经济的发展,车辆保有率增加,道路上的车辆之间的干扰增大,由此带来的交通拥堵、事故频发等问题日益严重。跟驰和换道是车辆的两种基本行为,其中车道变换的影响因素众多、产生过程复杂,执行过程中容易造成拥堵和交通流的局部紊流,进而降低交通系统的运行效率。因此,有必要研究车道变换及换道过程中多车之间的交互特点,从理论上掌握换道过程中多车之间的交互作用,为驾驶员决策和交通管控提供依据,从而降低多车之间的相互干扰,提高交通系统运行效率。本文首先介绍了车道变换的分类及换道影响因素,分别描述了自由换道和强制换道的换道意图产生过程。通过视频数据获取交通量、交通流密度,从宏观因素的角度,分析了车道密度差、交通流平均速度对换道次数的影响;利用P3-DT北斗高精度定位测向机设计实车换道实验,获取实验车瞬时车速、位置坐标数据,从微观因素的角度,分析了车头时距、速度差对换道时间的影响。然后分析了车辆在道路上行驶时,多车之间的相互影响、博弈作用,类比势能场原理,提出了多车交互区域的概念,将车道变换的决策、换道车与周围车交互时的车速变化归结为多车交互区域重叠面积的函数。结合元胞自动机的更新规则,建立多车交互换道模型,将车辆的交互行为与交互区域重叠面积相关联,定量描述了交互车辆的速度变化。最后,在MATLAB R2014a环境下编写程序,在不同初始车速、不同初始车辆数下,模拟了换道次数与仿真时长的关系,并将仿真程序输出的结果与实测数据进行对比,验证了模型的有效性。通过本文的研究,得出了换道过程中,换道车与周围交互车辆的速度变化情况,并给出了目标车道后车减速或变道避让概率。模型中的部分参数,依据城市主干路视频数据进行了标定,对于相同等级的其他城市道路亦有参考意义。本文研究成果可为交通管理部门制定相关措施提供理论依据,也可以为车辆辅助驾驶、自动驾驶系统、多车驾驶模拟器的开发提供技术支持。