高速公路在国民经济中起着重要作用，然而它要正常营运、充分发挥其作用却越来越依赖于监控系统。因此高速公路监控系统已经成为世界各国极其关注并下大力气进行研究开发的重要科学研究领域，同时它也是21世纪智能交通运输体系的发展趋势。本文反映了作者在这个领域进行的研究和取得的一些成果。 本文以作者参与设计实施并已投入正式营运的某高速公路监控系统项目为背景，在对所完成的某高速公路监控系统的归纳总结和少量完善的基础上，提出了一套较全面完整的高速公路监控系统方案。文章首先对高速公路监控系统进行需求分析，接着从硬件设计、软件功能模块设计、交通监控方案设计和数据库设计等四个方面对这个高速公路监控系统进行总体设计，力图让读者了解该系统的全貌。在系统的实现方面，论文论述了系统的开发环境，系统计算机之间的直接点到点通信，主要的监控设备的实现原理。最后，论文介绍了系统的工作模式，结合软件的部分运行界面，介绍了系统实现的主要功能。 由于高速公路监控系统是一个复杂的系统，包括路段监控、隧道监控、收费站监控等子系统，本文重点对其中的路段监控子系统进行了较为详细的分析设计。本课题的研究与设计综合了网络技术、计算机控制技术、面向对象设计方法、数据库设计、组件技术、多线程编程、提高可靠性的冗余技术等技术和方法，论文的最后一章对其中的关键技术进行了概括总结。 本论文所介绍的高速公路监控系统方案较之同类系统具有功能强，采用的技术先进、可靠的特点，可为今后高速公路监控系统的研究和应用提供借鉴和参照。