针对节假日期间高速公路因出行需求激增却缺乏有效协调机制而拥堵严重的问题,本文对出行预约模式在节假日高速公路场景的应用方法进行了研究。作为交通需求管理方法的一种,出行预约模式要求驾驶员在出行之前提前预约特定时段和路线的通行权,则交通管理者可通过限制出行名额数量来避免道路拥堵。因此,在通信技术及智能交通系统等大力发展的背景下,研究并设计合适的出行预约方案有助于缓解高速公路拥堵,可为节假日高速公路交通管理提供一定的参考。本文主要研究工作如下:(1)节假日高速公路出行现状与出行预约模式效益及可行性分析。首先,结合实际流量数据总结了节假日高速公路出行需求特征,随后归纳了出行延误的产生原因,并通过瓶颈延误分析对比,阐述了出行预约模式的作用和效益。最后从道路环境条件、技术条件和公众接受度等三个方面阐述了该模式在将来应用的可行性。(2)节假日高速公路场景下的出行预约模式方案设计。阐述了该模式的设计目的及考虑因素,在研究现有预约模式方案的基础上,从提高出行名额分配公平性等角度出发,设计了改进的预约机制,再考虑出行预约系统在决策迭代优化等方面的功能需求,提出了系统组成与功能设计方案,并给出了系统运作与用户预约流程方案。最后结合算例,基于基尼系数验证了本文出行预约模式在提高出行名额分配公平性方面的效益。(3)出行预约模式下的出行名额容量规划方法研究。针对出行预约模式中各时段内各类出行需求的出行名额数量如何制定的问题,在研究现有相关方法的基础上,结合本文出行预约模式设计方案的功能特点,考虑各类出行需求分布特征、高速公路入出口及合流区等各类瓶颈路段流量控制和系统最优流量分配方式等因素,建立了基于双层规划的出行名额容量规划模型。最后根据模型特点给出了求解方法。(4)仿真实验与效益评价。结合算例设计了对照实验并进行VISSIM交通仿真,仿真结果表明,与现有相关研究的典型模型相比,本文模型得出的方案路网通过车辆数稍小,但有效缓解了瓶颈拥堵,显著降低了车辆出行延误,说明本文模型能够有效提高出行名额容量规划的合理性。仿真结果也证明出行预约模式具有缓解交通拥堵的效益。