近年来,私家车的保有量和人们的出行需求不断增加,为节省时间,越来越多的驾驶员在长距离出行中优先选择高速公路。当高速公路主线上发生交通事故,若不加以控制,随着时间推移,车辆在事故瓶颈区域累积,进而产生交通拥堵,随后拥堵会传播至上游主线及匝道,最终会形成大面积的交通拥堵。为解决这一问题,本文开展以下研究:首先,归纳总结国内外关于高速公路管理与控制手段的研究现状,包括可变限速控制、匝道控制、主线与匝道协调控制以及收费站控制,分析发现学者较多关注可变限速控制技术,较少关注通过入口收费站控制进入主线流量。基于此,本文从可变限速控制和入口收费站控制两个方面来研究高速公路管控方法。接着,在可变限速控制方面,提出了面向事故瓶颈的可变限速控制方法,在每个控制周期根据事故瓶颈的交通状态调整控制区域的路段限速值。将主线控制区域分为减速区域、VSL核心段以及加速区域三个部分,先根据事故位置与上游入口匝道的距离设定三种场景来分析VSL核心段的设置位置,然后根据反馈VSL模型计算VSL核心段限速值,再根据建立的分级减速、分级加速控制模型计算VSL核心段的上、下游的路段限速值,引导车辆均匀变化车速。然后,在入口收费站控制方面,提出了面向事故瓶颈的入口收费站控制方法,在每个控制周期通过入口收费站控制进入主线的流量。先采用改进的METANET模型预测路网的交通密度和流量,以入口匝道和收费广场的存车空间、路段的通行能力为约束条件,以主线上的行程时间和入口收费站的等待时间最小为目标,采用粒子群算法求解得到入口收费站最优控制率,再将收费站最优控制率代入建立的收费站通道控制模型,得到每个收费通道的控制方案。最后,考虑到可变限速控制和入口收费站控制各自的优势和局限性,提出了面向事故瓶颈的可变限速与入口收费站协同控制方法。先明确协同控制研究的事故场景和交通流量条件,然后根据不同事故场景修正VSL核心段位置和交通状态预测模型,基于此,确定协同控制的实施流程,并通过案例仿真验证协同控制的有效性。