我国高速公路里程不断增长,总规模已位于世界前列。随着高速公路运营网络的日益完善,交通量快速增长,高速公路运营环境更加复杂,各种矛盾突出,给管理带来困难。本文研究了高速公路上的紧急救援系统,该系统是为了及时、有效地处理各种突发性交通事件,实现快速响应和紧急救助,以达到减少人员伤亡和经济损失的目的。紧急救援是高速公路管理的重要组成部分,对促进高速公路的可持续发展有重要意义。高速公路紧急救援系统的研究涉及应急管理理论、灾害学、交通安全学、协同学、系统工程等复杂科学理论。本文通过分析高速公路上发生交通事件的原因,阐述了交通事件在发生时间、空间、人群、社会影响等方面的特点,按交通事件不同状态和严重程度进行了分类和分级。分析了交通事件发展过程中的内在规律性和演化机理,探讨了交通事件的动态演化过程。研究了交通事件所造成的各种伤情、险情、污染和交通堵塞问题,分析了不同类别交通事件对救援资源的需求。在此基础上,确定了高速公路救援系统的目标和任务,建立了系统组织结构,明确参与紧急救援各部门的工作职责,并分析了一般性交通事件的救援流程。根据救援系统的目标,对救援系统中两个最关键的问题进行了深入研究。一是救援系统响应时间与救援资源配置问题,研究了如何科学有效地配置救援资源,使高速公路上所有路段都能在较短的响应时间内得到有效救助。考虑高速公路路段特征、事故数、死亡人数、受伤人数、经济损失等指标,计算了路段危险度,根据救援资源在空间上的不同分布,计算了救援资源到达危险路段的响应时间,从而建立了基于响应时间的救援资源布局模型。二是研究了在紧急状态下交通事件的救援管理方案,分析了各种救援措施实施后的效果。运用动态博弈理论,分析了紧急救援系统内的各种竞争要素,以及要素与要素之间的博弈关系。探讨了救援决策者如何根据交通事件的动态变化调整、优化救援决策,建立了基于动态博弈的紧急救援决策模型,提出了多阶段决策方案序列,可为救援管理者提供支持。最后,研究了救援系统服务能力的综合评价,提出了评价指标体系,对评价指标的各相关因素进行了量化,确定了指标权重,并用多级模糊综合评判法建立了评价模型。本文的主要创新点如下：1)从紧急救援角度,分析高速公路交通事件的统计规律,研究了高速公路交通事件发生、发展状态的演化机理。2)提出了基于响应时间的救援资源布局模型。模型可用于求解不同的响应时间目标下(如5min, 10min,15min,30min, 1h)救助中心的合理等级结构及合理布局。3)提出了基于不完全信息动态博弈的救援系统决策模型。根据救援决策者与交通事件的动态博弈过程,制定了连续的多阶段救援方案序列,为救援决策者提供决策支持。4)建立了救援系统的服务能力评价体系和多级模糊综合评价模型,为科学评判紧急救援系统的效率提供了依据。