对高速公路小型客车在重大节假日期间免费通行这一政策,已于2012年国庆节正式实施。该政策的实行表象上节省了公众出行的成本,但是同一时间涌上高速公路的车流量“井喷”,造成严重拥堵。高速公路作为社会经济运输的大动脉,决定着沿线城镇的规划和产业的布局,与沿线居民生产生活密不可分。节日经济的刺激使得公众消费能力进一步释放,这必然会给高速公路的交通带来一定压力。而通过分析高速公路免费条件下的交通特征,并进行交通需求预测,得到的数据可为高速公路相关管理部门对于节假日高速公路的交通组织管理及分流方案的制定提供参考,从而真正实现为人们假日出行创造有利条件的宗旨,让政策更好的服务于民。论文首先分析了高速公路免费条件下的交通需求预测所具有的特性。通过对目前我国在公路交通需求预测方法的介绍和对比,结合交通需求预测的特性,提出把交通需求当作不确定性交通需求处理的意义和可行性。在对各种度量不确定性的方法进行比较后,选择了区间数来表示高速公路的交通需求。这样用合理范围的区间数来表示路段上的流量,使得预测得到的结果会更准确,更符合实际。接着对基于区间需求的“四阶段”预测法进行了研究。提出了交通发生(吸引)量的区间组合预测法、出行分布的区间预测法以及区间需求下的交通分配法。而对于上述预测所需的基础资料—现状OD,则是通过构建现状区间OD反推的双层规划模型,并选择遗传算法用matlab软件编程求解来获得。最后选取京港澳高速公路位于湖南的潭耒段为例,进行节假日交通需求的区间预测。对实例进行分析后,得到了相应的结果,也说明了本文建立的区间预测模型、双层OD反推模型及对其设计的算法是可行的。