高速公路的快速发展为物资运输和人们的出行提供便利的同时,也带来了交通事故和交通堵塞的问题。高速公路应急救援系统可以有效减少事故响应时间及交通事故造成的拥堵。我国高速公路应急系统的建设尚不完善,论文通过对高速公路警车巡逻应急选址和车辆分配模型的研究,致力于减少巡逻系统建设成本,缩短巡逻车辆的响应时间,提高救援效率,保障出行安全和道路畅通。本文对国内高速公路应急救援的系统组织结构和救援程序进行介绍,研究了国外警车巡逻系统的优越性,结合我国目前的警车巡逻系统现状,分析了我国现有高速公路应急救援模式的不足之处,并提出建议,改进我国警车巡逻应急救援模式。以改进的警车巡逻应急模式为依托,基于前人研究的应急救援模型,构建了覆盖高速公路事故黑点路段的警车巡逻选址和路径优化模型,力求从应急选址和巡逻路径两个方面对选址成本、车辆配置成本和路径单次巡逻成本进行优化,分别采用p-center经典选址模型和本文建立的模型求解案例,以验证本文模型的优越性。基于对应急选址和路径优化的研究,将车辆分配和事故频次纳入考虑,构建了从站点选择、路径优化和车辆分配三个方面优化响应时间的巡逻模型,在此基础上,考虑系统的建设成本,建立了减少响应时间和成本的双目标模型。采用主要目标函数法处理多目标模型,基于建立的模型和本文案例改进粒子群(PSO)算法,然后求解案例,对比前人的巡逻模型求解结果,得出了本文建立的模型具有更好解的结论。分析了巡逻车辆到达事故现场及时性的评估方法,量化警车巡逻系统的效益,构建了警车巡逻系统的有效性评估模型,为该系统的经济效益提供计算标准和理论依据。