交叉口是城市交通系统的重要组成部分,交叉口内来自不同流向的机动车分享交叉口内部有限的空间资源,因此交叉口是交通流冲突发生频率最高的地方之一。随着城市车辆保有率的快速上升,传统的交通治理方法捉襟见肘。在此背景下,国内外研究人员针对信号交叉口运行机理提出了一系列信号控制和非常规几何设计方案,对城市交通拥堵的治理上起到一定的效果。出口道左转交叉口的设计方案于2013年被提出,由于其在处理左转交通流的优异表现得到了国内外的广泛关注。其核心理念为将出口道车道当作左转车道的可变车道,在一个周期内的部分时间下修改出口车道的车道功能,这种理念使一周期内原本只能有一条车道放行的左转车道数量得到了扩充,进而提升交叉口的左转车辆通行能力。然而在实际交管部门的试点中,出口道左转交叉口的成效并没有达到预期,原因有二:一是实施经验缺乏,目前关于出口道左转交叉口的布设准则主要还是依靠以往经验,缺乏科学的设计以及治理方法,导致应用效果有所降低;二是民众对新出现的交叉口接受度不高,考虑到需要换道进入出口道,许多驾驶员出于保守的驾驶行为,不选择进入综合功能区内车道,导致动态左转车道资源被浪费,降低了通行效率。因此本文将左转车辆的非常规驾驶行为作为待解决的问题,针对该问题找出对策进行优化。鉴于上述问题,考虑到微观仿真模型可以观察驾驶行为对交通流的影响,因此选用微观仿真的方法来描述车辆运行特征。本文对出口道左转交叉口的运行特征进行分析,找出出口道左转交叉口下的驾驶行为与常规交叉口的不同,将出口道左转交叉口划分成四个路段,针对每个路段单独建模,再将模型集成为出口道左转交叉口的微观仿真模型,该模型的建立为后续交叉口优化研究提供了数据支撑。其次,根据对邯郸市的出口道左转交叉口开展视频调查结果,发现影响出口道左转交叉口的通行效率的主要因素为驾驶员的车道选择结果。考虑到智能网联技术是交通领域的前沿技术,且出口道左转交叉口是新兴的非常规交叉口设计,二者的有效结合可以说是未来互联网下城市智慧交叉口的发展目标之一。因此选择车辆轨迹控制的方法来优化出口道左转交叉口的通行效率。本文在借鉴以往的车辆轨迹控制模型的基础上,针对出口道左转交叉口的运行机理及控制规则,建立了出口道左转交叉口轨迹控制模型,该模型为线性模型,具备较好的实用性,求解速度快。然后通过和人工驾驶模式下的出口道左转交叉口相比,高流量下的延误可以降低47.3%,且最优控制系统对道路几何设计的敏感性不强,具备很强的可操作性。敏感性分析的结果可以为出口道左转交叉口的实际应用提供理论依据。最终基于上述模型搭建了出口道左转交叉口轨迹规划平台,增强实际应用能力。本文的创新点在于针对新出现的非常规交叉口使用自动驾驶轨迹规划的优化方法进行优化,与以往不同的是本文建立一个线性控制系统,线性控制系统有着处理简便的优点,因此处理效率相比以往模型有着很大的提升。