在经济迅猛增长的今天，城市交通运行态势日趋严峻的同时高速公路从原来的解决制约经济运输发展的助力，已经开始演变成又一个亟需缓解的问题。伴随着我国的汽车保有量逐年大幅度的上升，我国的许多高速公路上也相继产生了交通拥堵的问题并有加剧的趋势，整个高速公路路网急速驶入“拥堵时代”。针对以上现象，本文从交通运行状态含义而提出高速公路运行状态体系，从基于对于高速公路的环境来具体分析高速公路运行状态体系的需求出发，进而建立运行状态体系。本文从设计原则到指标选取，从体系的搭建到状态指标的量化进行了详细的论述。在对交通状态指标体系架构分析的基础上，本文确立了由区间交通参数决定的交通拥挤评价标准和由地点交通参数决定的交通拥挤评价标准，针对高速公路中这个特殊交通运行环境提出交通运行状态判别的算法。算法结合交通拥挤评价标准的要求，评判模型由地点参数决定的判别、由区间参数决定的判别和由数据融合决定的判别联合构成。研究分别对各方法进行了细致的阐述，最终达到可靠分析交通状态，合理监控、分析并实施预警，实现交通管理服务的目的。同时本文分析了交通紧急事件检测的重要作用，从高速公路交通事件检测的基本原理剖析，论述了高速公路交通事件的影响因素，概述了自动检测交通事件经典算法，并以此提出了基于支持向量机的高速公路交通紧急事件判别算法，接着对支持向量机参数进行最优值寻找，又引入改进的粒子群算法，提出了基于改进的粒子群-支持向量机的高速公路交通紧急事件判别模型。通过基于网络搜索的参数寻优实验、基于基本粒子群的参数寻优实验和基于改进粒子群的参数寻优实验，验证了本文设计算法的性能。