互通立交作为高速公路中的重要组成部分，在高速公路突飞猛进同时也大量应运而生。但近年来，发生在我国互通立交上的交通事故日益增加，互通立交的安全问题越来越严重。为了提高互通立交的安全性，本文从微观和宏观两个方面对互通立交区域、互通立交主线、匝道和立交间距进行安全研究。　　本文在大量的实地动态数据采集的基础上，从人、车、路和环境四个方面对互通立交主线进行交通安全影响分析，确定了各个影响因素的权重值；应用元胞自动机的理论对道路安全状态进行划分，建立了万车事故率、运行速度、纵坡和车头间距与道路安全状态的数学模型，最终构建了元胞状态的立交主线安全评价模型，提出了立交区路段安全评价方法。　　本文在互通立交影响因素分析的基础上，从互通立交区域的入口、出口、加速车道、减速车道、匝道和主线六个单元进行分析。通过对立交区的交通事故产生的原因进行深入剖析，提出基于“竞技法”的互通立交区域安全评判模型，并用实际调查的数据对该模型验证。　　本文在大量采集的实地动态数据分析基础上，从匝道的几何设计参数、设计行车速度等对匝道进行安全分析。首次应用向量相似度的方法确定匝道的安全影响因素指标；以速度一致性和心生理学理论，分析互通立交桥匝道线形特征及驾驶员心生理变化规律，得到了基于驾驶员心率变化率的匝道出入口安全模型，为互通立交匝道的安全评价提供了新的方法。　　本文以秦皇岛市作为研究对象，通过调查互通立交桥的数量和间距，根据最大熵的原理，构造立交间距安全评价模型，提出了秦皇岛市互通立交间安全的间距值，提高了道路的安全性。论文研究得到辽宁省交通厅科技项目以及河北省交通厅科技项目的支持，成果的获得为提高立交桥的安全性提供了一个新的评价思路。