目前,我国高速公路正处于大规模建设逐渐向科学化管理过渡的阶段,其中交通拥堵管控是高速公路运营管理的重要组成部分。而入口匝道控制作为主动式交通管理的重要控制方式之一,受到了世界各地交通领域专家的广泛重视。对匝道控制的基础理论进行研究,对于实施策略的科学制定具有一定理论意义及参考价值。然而现有研究在对高速公路进行交通流特性分析及仿真评价时采用的数据精确度都不是很高。但随着交通检测技术和计算机技术的发展,高精度交通流数据的实时获取已成为可能,这为高速公路实时交通控制技术的发展奠定了基础。以匝道控制为代表的交通管控策略越来越广泛地投入到解决高速公路交通拥堵问题的实际应用中了。因此,本文基于PeMS系统(Performance Measurement System),以美国加州的南湾高速公路(SR-237E)为研究对象,对该高速公路的交通流特性展开研究,针对其特性提出拥堵管控策略,以期为交通管理部门的决策提供参考。同时,通过总结分析国内外学者在高速公路管控策略领域的研究与应用情况,本文选择了高速公路数据采集地点的选择及数据特征分析;拥堵条件下高速公路的管控策略研究;入口匝道控制策略的有效性及控制效果评价三个方面开展研究。主要研究内容如下:(1)首先对高速公路数据采集地及数据特征进行详细分析。分析了数据采集地的选择及数据处理方法。在此基础上,从道路占有率、平均车速、交通量及车辆组成这四个角度,对所选路段的交通流特性展开研究。最后,简要描述了南湾高速公路(SR-237)的拥堵现状。(2)针对拥堵条件下的高速公路,提出本文的管控策略。探讨了现今较为常用的三种高速公路管控策略:主线控制、路径诱导及匝道控制,分析了各自的运行原理及技术特点,并根据本文所选道路的情况,重点探讨了入口匝道控制策略。紧接着,论文对匝道控制中的不同信号控制策略及各种经典算法进行了讨论,并简述了各自的优缺点,最终选择了等周期放行策略及ALINEA算法。此后,确立了以主线总行程时间(TTT)、总的入口匝道延误时间(TWT)及总出行距离(TTD)为主的评价控制效果的指标。(3)入口匝道控制策略的有效性及控制效果评价。首先,设计了相应的仿真实验场景。其次,基于采集处理得到的交通数据及标定的参数,通过Vissim的COM接口实现了各场景的仿真。并通过选取的评价指标来对比实施措施前后的交通状态,结果表明ALINEA控制算法可以有效改善所选高速公路的拥堵情况。本文通过数据采集处理、制定策略并建模分析,研究拥堵条件下高速公路的管控策略,为高速公路的管理工作提供相关的决策支持及理论依据。