高速公路路网的不断完善加快了社会经济的发展。然而日益增长的居民出行需求与高速公路承载能力的不协调导致两者之间的矛盾愈发凸显,交通拥堵成为亟需解决的问题。可变限速控制作为重要的交通管理措施,能有效地改善通行效率、提高行车安全,本文旨在制定合理可靠的可变限速控制策略,主要研究内容如下:首先,论文研究高速公路瓶颈区域的类别和成因,从不同角度确定瓶颈区域的存在性,分析高峰期的瓶颈区域交通流参数变化特征;基于多种交通流模型的特点,以元胞传输模型（Cell Transmission Model,CTM）为交通流机理描述模型,并结合瓶颈通行能力衰减及可变限速对交通流的作用,进一步修正CTM模型,使之能够模拟瓶颈区域在拥堵条件下产生的双通行能力现象及主线交通流在可变限速作用下的动态特征;基于对匝道排队长度的考虑,在D-ALINEA算法中添加排队控制器,避免匝道内部由于车辆排队过长而形成排队回溯现象,并结合实测交通流数据,对交通流模型参数和匝道控制算法参数进行标定,使模拟结果更加准确。其次,分析影响可变限速控制策略的主要因素,确定以限速值控制周期为核心的可变限速控制策略构造思路,设计一种基于动态周期的多目标可变限速控制策略;为提高可变限速控制算法的时效性和准确性,建立动态周期条件下的交通事件计算模型,确定动态周期的最优变化范围。然后,分析微观排放模型VT-Micro的基本特性,结合CTM模型对微观排放模型VT-Micro进行宏观化处理,并确定最小化总行程时间和CO排放的优化目标,兼顾道路交通效率和环境效益;同时,为确保车辆行驶安全和提高道路通行水平,增加动态限速值的约束条件。最后,设计主线车道数减少和入口匝道汇入主线等两种交通瓶颈场景并进行仿真试验,应用多种控制策略并对比分析不同控制策略下的交通流运行效果。仿真结果表明,动态周期可变限速控制策略能明显降低车辆的行驶时间成本和污染物排放量。本文研究始终以智能交通控制的实用性和科学性为指导思想,设计动态周期可变限速控制方法,丰富智能交通控制体系,研究成果对提升高速公路的整体服务水平具有重要的理论意义和实用价值。