由传统人驾车和自动驾驶车共同组成的混合交通将在未来一段时间内长期存在。与传统交通相比,混合交通涌现出的交通问题更加复杂,究其原因是由于信息系统的介入使得不同车辆在信息感知和获取以及控制决策机制上存在较大差异,进而出现不同于传统交通的车辆行驶规律。且此时车辆间的信息因素和物理因素的交织和融合更加复杂,车辆的信息物理融合特性对交通系统的影响也更加突出。因此,基于信息物理系统研究快速路路段混合交通的特性,并设计相应的控制策略,对改善驾驶安全、提高混合交通效率、降低能耗等具有重要意义。论文以信息物理系统的观点和方法为突破口,围绕快速路路段的混合交通特性和控制策略展开研究。首先提出了混合交通信息物理系统功能架构,并重点讨论了其中所涉及的关键信息物理因素,为后续的研究提供了一个基础的理论研究框架;在此框架的基础上,考虑不同类型车辆间的信息不对称因素,构建了混合交通跟车模型,并基于此研究了快速路路段混合交通的稳定性;针对车辆的空间分布特性,从车辆的一致性、道路的通行效率以及燃油消耗等方面研究了不同空间分布下混合交通中车辆的行驶性能;在特性分析的基础上,进一步从信息物理视角研究了考虑时延和动力学的混合交通状态同步控制策略和基于空间分布的双车道群体控制策略。具体而言,本文的研究工作包括:（1）考虑到混合交通的特殊性,针对混合交通提出了新的信息物理系统功能架构,对每一部分的功能及含义进行了详细阐述。此外,还分析了混合交通信息物理系统中的重要信息物理因素,并进一步给出应用展望,从而为本文的研究提供一个基础的理论研究框架。（2）考虑不同类型车辆间的信息不对称构建了新的混合交通跟车模型,并通过稳定性分析获得了新建模型的稳定条件,从稳定判据中进一步得到了不同因素对混合交通系统稳定性的影响,并在此基础上获得了混合交通的车辆运行规律。考虑车辆间的空间分布特性,从混合交通车辆行驶一致性、燃油效率以及平均行程时间等方面综合探索了空间分布对交通性能的影响,得到了固定渗透率下优化车辆运行的新方法。（3）针对混合交通中不同类型车辆的驾驶行为差异,研究了车辆间的状态同步问题。综合考虑时变时延以及车辆动力学因素,在车路协同环境下提出了一种状态同步控制策略。在此基础上对系统进行了渐近稳定性分析和串稳定性分析,并获得了保证系统状态同步的最大时延上界。仿真实验证明了所提策略的有效性和优越性。且通过与其他方法的比较可知,本文的方法在提升燃油效率和混合车队的总的状态同步程度上具有较明显的优势。（4）考虑车辆的空间分布,研究了双车道混合交通的群体控制问题。首先,通过定义混合交通子车队并构建新的自动驾驶车控制算法,同时结合车辆动力学特性,对混合车队中的关键节点进行了串稳定性分析,获得了满足车辆串稳定的两个充分条件。以此为基础,通过设计相应的组群和分群控制策略实现了双车道车辆的群体调控。实验表明,所提方法不仅能很好的保证车辆的串稳定性,而且在提升双车道车辆的平均速度、减小平均行程时间、降低停车次数等方面具有明显的效果。综上所述,论文从信息物理系统视角出发,对快速路路段混合交通进行特性分析和控制策略的研究,一方面可为优化新型交通环境下异质车辆间的协同关系提供理论指导,另一方面还可为缓解交通拥堵和促进信息物理系统的发展提供借鉴。