我国高速公路总里程已跃居世界第一,高速公路在提升交通运输水平和促进社会发展方面发挥了重要作用。然而,高速公路的交通安全问题一直是社会公众和管理部门关注的焦点。对高速公路开展安全分析与评价研究,掌握事故分布规律及各区段的安全特性,进而可为制定安全改善措施提供科学依据。论文首先在收集京沪高速天津段历年交通事故和交通量数据基础上,分析了高速公路各年、各月以及一天内各时段的交通量变化规律,并确定了高速公路上的交通组成。从时间和空间两个维度,分析了交通事故在各年份和各月份的变化特性,以及交通事故在各路段、收费站和服务区的分布情况,从而掌握了高速公路交通运行特性和交通事故的时空分布特性。引入了安全服务水平的概念,并对安全服务水平级别进行了划分,提出了利用安全服务水平进行安全评价的流程。利用聚类分析方法对高速公路进行了路段划分,通过分析各路段事故与交通量的关系,标定了高速公路安全运行函数,并据此确定了不同交通量和事故条件下的安全服务水平等级。然后,分析了可靠度理论应用至高速公路安全分析的可行性,标定了高速公路事故发生间隔时间的指数模型,并据此确定了高速公路安全可靠度的计算方法,给出了京沪高速天津段各区段的安全可靠度大小。引入ARINC和MEA两种方法,对高速公路安全可靠度进行改进和提升,并对比分析了两种方法的实施效果。最后,在标定了事故次数的负二项分布模型基础上,结合事故统计分布特性,鉴别出了京沪高速天津段上的8个事故多发点。在计算了高速公路安全服务水平等级和安全可靠度大小的基础上,结合事故多发点的分布,验证了利用安全服务水平和安全可靠度进行高速公路安全评价的可行性,并给出了两种安全评价方法的异同点和各自的适用条件。