高速公路通过改善道路条件和交通环境，以大容量、高速度的交通功能，满足日益增长的城际及过境交通需求，具有良好的社会效益和经济效益。但是各国的超速行驶现象在公路尤其是高速公路交通运行过程中极为普遍，存在发生道路交通事故的巨大隐患。速度的控制与管理是我国道路交通安全的重要研究内容。但是目前由于受资金、技术、体制和观念等的制约，我国高速公路的管理水平总体上还比较落后，限速制定标准尚缺乏理论研究成果作为技术支撑。本文将双向四车道高速公路作为研究对象，研究体现高速公路系统动态特征的限速制定方法，为高速公路的车速管理提供依据。 本文重点关注限制速度与实际运行速度的关系。在大量交通调查的基础上，首先分析了高速公路车速特征，应用统计分析、回归分析的方法，研究了限速牌对地点速度的影响。在此基础上，研究高速公路平直路段运行速度的影响因素，建立了限制速度对运行速度的影响模型，作为最高限速制定方法的基础。研究了不同限速值对区间速度的影响，从道路使用者时间效益最大化的角度，建立了限制速度对运行效率的影响模型。 以运行速度与限制速度的关系为基础，应用多目标优化的思想提出了基于运行速度的高速公路最高限速制定方法。将行车安全、运行效率、节能经济、驾乘舒适作为制定原则。以理想条件下的最优运行速度值为基准，分别构建高速公路运行速度的时间费用函数与油耗费用函数，研究速度与行车安全及速度与驾乘舒适的量化关系，以时间费用与油耗费用之和最小作为目标函数、以安全性及舒适性满足相应允许范围为约束条件，建立高速公路最高限速值计算模型。在对模型参数进行标定的基础上，采用极值求解的数学方法对最优运行速度值进行了求解，进而确定了最高限速值初始值。同时，在不同设计速度和不同道路线形条件下，对初始值进行了修正，提高了方法的实用性。 本文认为大小车速度差与高速公路相当一部分事故发生密切相关，还认为分车型限速应与分车道限速配合使用，避免人为的制造速度差的产生或加剧速度差的程度。因此，推荐双向四车道的高速公路对各车型采取统一的最高限速值。同时，提出了设置最低限速的必要性，确定了最低限速的制定原则。在最高限速制定方法研究的基础上，还研究了最低限速的制定方法。借鉴相关文献，以速度离散度与事故率模型为依据，确定了满足安全条件的最高限速值与最低限速值的比例关系。考虑我国实际的货车性能，确定不同设计速度下的合理最低限速值。