近年来,随着我国公路等级的不断提高,高速公路里程也正快速的增长,在给人们带来便利的同时,交通事故也在不断地增加。特别是山区高速公路,由于受到自身地理条件的限制,高速公路在建设过程中产生了很多不良的道路线形,埋下了安全隐患。在长大下坡及连续下坡路段,由于速度过快导致刹车性能降低,交通事故频发,造成了严重的人身伤亡及财产损失。因此,如何实现高速公路高效、安全的功能,成为社会研究的重要课题之一。为了实现这一功能,就需要有合理的限速措施进行管理,利用科学的限速基准结合高效的道路安全防护设施,达到降低事故率的目的。本文针对高速公路长大下坡路段,旨在通过系统的交通流特性分析,以高效、安全、人性化为目标,研究体现高速公路长大下坡路段的车速限制方法,为高速公路的车速管理提供依据。本文以大量的实验数据为基础,应用统计分析、数学建模与求解等定性、定量的分析手段,研究不同坡段的限速基准,同时针对长大下坡交通事故的特点,研究了有效的速度控制措施。分析不同交通量时的坡顶、坡底及平直路段的车速特征,分析不同坡度及坡长时对应的车速特征,分析不同车道车速特征及交通组成。研究交通量和交通组成与百分位车速的关系。建立以运行效率、安全性、长大下坡行车动力性及驾驶员识认性为目标与约束的多目标优化的最高车速限制方法。通过数学分析软件对模型进行求解,最终确定高速公路不同坡度、不同车型的最高限速基准。同时建立以安全性及高效性为目标的最低限速基准模型,并最终确定了长大下坡不同坡度及坡长状态下的最低限速值。在结合高速公路长大下坡交通事故特点,分析分路段、分车型限速的特点及实用性,阐述非强制性减速设施的设置方法,提出针对超速而导致刹车失灵的路侧避险车道、下坡减速车道等防护措施的优缺点及设置技术参数。