伴随着我国高速公路的快速发展,高速公路上的突发事件呈现多样性、严重危害性等特点,对人民的生命财产安全构成直接威胁。我国高速公路在突发事件的应急处置和指挥系统的构建方面还处在初创阶段,存在着应急组织体系不完善、应急响应不及时等问题,缺乏科学、直观、系统的辅助决策手段。因此,建立高效的高速公路应急指挥系统具有重要的理论和实践价值。本文在对GIS、电子地图等相关技术分析的基础上,提出了一种利用线性参考和动态分段进行事故点电子地图定位的算法,解决了突发事件位置确定问题。为了缩短应急响应时间,本文研究了最短路径算法并对其进行优化,进而提出了最佳路径算法,该算法通过合理设置搜索区域,提高了算法的运行效率。在对高速公路运行与应急管理分析的基础上,构建了基于GIS的高速公路应急指挥系统结构框架,同时提出了系统建设的目标。确定了系统功能模块和业务流程,完善了应急组织体系,并对系统数据库进行了详细设计。在系统结构框架和算法研究的基础上,利用GIS组件和数据库技术对部分业务功能进行开发,实现了事故点电子地图定位算法和最佳路径导航算法。对系统功能及算法进行了测试,测试结果表明系统能够缩短对突发事件的应急响应时间,达到了预期的目标。