近年来，随着经济的发展，机动车辆飞速增加，高峰拥挤，交通事故频发开始成为高速公路管理部门急需解决的问题。然而，国内对高速公路控制领域研究起步较晚，尤其缺乏具有针对性的高速公路控制方法。本文针对高速公路高峰拥挤和交通事故两种情形下的高速公路管理控制进行研究，以期为高速公路管理部门提供决策支持。本文的主要工作和研究成果如下：1.研究入口匝道协同控制方法。针对高峰拥挤情况，以高速公路多入口匝道为控制对象，建立了高速公路多入口匝道联合控制模型；在此基础上，以主线各路段总服务流量最大及入口匝道车辆排队时间最短为联合优化目标，并采用蚁群算法对构建的目标函数进行优化求解，将每个入口匝道调节率取值范围按照一固定长度划分为多个子区间，每个子区间视为一个顶点，为蚂蚁行走的路线，最终找出控制周期内各个入口匝道的最优调节率。实验结果表明，该方法能够保证在高峰时期主线交通流运行平稳，避免因单个路段交通状态波动而引起的交通拥挤现象。2.研究交通事故情况下的动态最优路段可变限速控制方法。针对高速公路交通事故频发的现状，以高速公路各路段限速为控制对象，建立了路段可变限速控制模型，提出事故上游排队长度最短及事故影响范围内总服务流量最大两种优化控制目标，并针对两种优化目标，分别设计了UQLS和ATFB两种可变限速控制方法对发生交通事故情况下高速公路各路段的限行速度进行最优调控。实验结果表明，本文提出的两种可变限速控制方法能够有效抵制下游交通激波，从而缓解交通拥挤。3.设计与开发入口匝道与路段可变限速系统软件。利用Vissim搭建高速公路路网服务器，基于COM接口，采用VB.NET语言开发基于Windows平台的高速公路入口匝道与路段可变限速控制系统，该系统原型可为开发高速公路全集成管控平台提供技术支持。