在高速公路网络化建设和运营背景下,面对突发性交通事件,高速公路运营管理单位应急救援资源调配逐步呈现网络化、集中化的发展趋势。从资源空间布置、实时派遣及过程管理的角度,系统性的提高应急响应速度、缩短救援时间是运营管理单位应急资源调配亟需解决的问题。应急救援资源调配具有空间上的全局性和时间上的全程性。从空间资源布局的角度,应急救援资源调配是基于路网的角度进行配置和派遣;从过程管理的角度,应急救援资源调配贯穿事故前、事故中和事故后的全过程,内容涵盖救援设施选址、救援资源配置、救援资源派遣和救援案例检索。论文以江苏省高速公路为例,剖析了区域高速公路路网交通流特性、交通事件特性和应急救援特性。揭示了高速公路应急救援需求,基于交通事件的响应业务流程,建立了高速公路应急救援决策体系框架,阐述了实现业务流程响应的具体功能。应用面向过程的建模方法,建立了高速公路应急救援资源调配决策体系,详细论述了其决策目标、协调组织、框架、模型、支撑体系的具体内容。建立了基于地点成本和需求不确定性的设施优化选址模型。对单目标选址模型进行适应性比较分析的基础上,考虑到地点成本和工程实施可行性,建立了基于地点成本的多目标选址模型,通过优化保留已建救援点,既节省了救援点的建设成本,又减少了总加权救援时间和提高了备份覆盖率。将地点成本的差异性与救援需求时变特性相结合,建立了新的多目标规划选址优化模型,并应用改进遗传算法进行优化求解。选址结果、方案效益和算法有效性等方面的整体评估表明,该模型不仅解决了新建和保留救援点的优化组合问题,而且描述了应急事件发生的不确定性机理。建立了考虑二次事故的应急救援资源优化配置模型。以救援时间成本为应急救援资源配置目标,考虑交通事件发生随机性和救援时间的紧迫性,约束条件中引入随机变量,将救援资源配置的目标与配置需求的随机性相结合,提出了基于时间约束的随机规划模型。考虑到高速公路应急事件发生的并发性及二次交通事故的救援问题,提出面向二次交通事故救援资源优化配置模型,并采用粒子群算法进行优化求解,获得了满足路网发生二次事故的应急救援资源优化配置方法。建立了考虑救援路径拥挤状态的应急救援资源优化派遣模型。在分析传统直接考虑成本的资源派遣方法基础上,不仅考虑当前事故,而且考虑潜在事故,建立基于机会成本的应急资源派遣模型,解决多事故点对应多救援点的应急资源派遣的优化问题。反映救援路径交通拥挤对救援路径行程时间的影响,将救援车辆行程时间分为自由流行程时间与排队路段延误时间之和,通过救援路径总长度与救援车辆排队延误时间的相对关系估计排队路段延误时间。基于救援车辆的行程时间估计,构建了考虑救援路径拥挤状态的交通应急资源派遣模型,以充分反映交通运行状态对救援资源实时派遣决策的影响,使得救援资源派遣决策方案更具有实用性和客观性。为提升应急救援案例自动检索准确性和实用性,考虑最近相邻法未充分考虑当前事件案例与历史案例结构组成差异、特征属性权重差异、部分特征属性的模糊性等不足,将高速公路特征属性重新进行分类,并将粗糙集理论与主观法相结合确立特征属性权重,引入结构相似度解决属性缺失造成的结构差异,对模糊特征属性采用基于模糊集合的相似度计算方法,融合结构相似度、特征属性权重以及属性相似度构建整体相似度案例检索方法,能够快速有效检索适应于当前应急事件所需的救援预案。通过用户需求分析和系统设计,将高速公路应急救援决策需求有机集成到系统各功能模块中,提出了决策支持系统设计关键技术,开展了基于GIS的应急救援决策支持系统设计,旨在从整体上提高应急救援的可靠性,促进应急救援决策的科学化和救援业务的自动化。