近年来，我国高速公路发展迅速，但高速公路的快速发展不仅仅是公路里程的增长，更要在交通信息化方面跟上脚步。在国家“十二五规划纲要”中针对交通运输业提出推广先进装备技术应用，提高交通运输信息化水平。2011年山东省交通运输厅提出加快实施交通运输信息化建设，全面促进现代交通运输业发展。本文结合潍坊市高速公路运营管理的实际情况，在调研的基础上，从信息采集、车道收费、交通监控、应急管理四个角度研究高速公路信息化系统。在数据采集方面，论文比较了静态信息采集方式和动态信息采集方式的优缺点，提出针对不完整和异常数据交通流信息的预处理方法，并改进卡尔曼滤波算法进行交通信息融合。在车道收费系统方面，论文从系统需求的角度进行潍坊市收费系统总体设计，研究了车道收费系统收费原理及收费系统算法。在高速公路交通监控方面，论文围绕潍坊市交通监控系统需求进行交通监控设备选择并构建了潍坊市交通监控系统，研究了高速公路交通监控布设方法。在交通应急指挥系统方面，根据系统设计原则细化了交通应急分级响应机制，从应急接警、应急调度、应急备案三方面构建了潍坊市应急指挥系统，将拥堵指数引入Dijkstra算法并进行应急路径优化。