高速公路以其大流量、快速、安全、舒适等特点己在道路交通中扮演了重要的角色并得以迅速发展，为改善我国交通运输状况及推动国民经济的发展作出了巨大的贡献。然而，实际通行能力降低及此引起交通延误、交通安全、环境污染及能源消耗等问题严重阻碍着高速公路效益的发挥。研究和实践表明，对高速公路进行交通控制与管理，提高高速公路实际通行能力是解决上述问题的有效途径。高速公路交通控制与管理系统是一个包括人、车、路相互作用的复杂时变巨型系统，按传统的控制方法和常规管理手段很难达到满意的效果。随着智能运输系统(ITS)的兴起，智能的交通控制和管理逐渐成为解决高速公路运行问题的主要途径。本文在智能运输系统(ITS)大发展的背景下，以交通控制与管理的集成化、智能化为基本思想，以智能工程(计算机科学、人工智能及系统工程)作为解决巨型复杂问题的方法论，就高速公路网通行能力问题展开了系统、深入的研究。概括起来有以下几方面：1．研究高速公路通行能力的基础理论。从系统的角度对高速公路通行能力的基础理论进行了研究，研究了高速公路交通流特性，明确了交通量、速度、密度、车头间距和车头时距等交通量参数的定义和表示方法，以及各参数之间的关系。在此基础上，研究了高速公路通行能力理论，明确了通行能力的概念和分类，研究了通行能力现有计算模型，并分析了现有理论模型存在的问题。2．研究通行能力的传统采集方式，重点分析了观测仪器和设备，数据采集方法，观测数据的处理与分析，并分析了传统信息采集方式存在的问题。3．研究高速公路通信、监控系统的构成和功能，并对各类交通检测器的性能进行对比分析和选择。设计了基于高速公路通信、监控系统的高速公路通行能力信息提取系统，为高速公路通行能力研究提供数据源。4．研究高速公路实际通行能力信息分析系统。根据高速公路监控系统的交通检测器所检测的交通流数据和各收费站交通量数据，建立交通量分配模型，即通过建立OD表，交通生成，交通分布，交通分配，确定实际通行能力。5．研究高速公路通行能力信息发布系统，对信息发布系统的设计、外场设备布设和注意事项进行分析。6．研究高速公路服务网服务水平，对比了美国和我国对高速公路服务水平的分级标准，并根据高速公路网特性，建立了高速公路网服务水平评价指标体系。7．研究高速公路网服务水平决策模型，提出了高速公路网平均实际通行能力概念，并以其为决策目标。并将可能度与满意度概念引入高速公路服务水平研究，建立了基于可能度、满意度的高速公路服务水平决策模型，将以往高速公路服务水平分级由固定分级改变为以可能—满意度为衡量指标的动态分级。最后，论文总结全文的研究工作，并对今后的研究方向进行了展望。