大雾天气加深了高速公路系统的随机性、复杂性与不确定性,严重影响了高速公路交通安全。为改善雾天高速公路交通安全,本文结合现有研究成果较为深入地研究了雾天匝道控制方法、可变限速控制方法与协同控制方法,为雾天高速公路交通流控制提供相应的理论依据。在传统高速公路交通流模型的基础上引入基于T-S的雾天交通流模型修正因子,构建雾天高速公路交通流模型,通过仿真实验对该模型的有效性进行验证。根据高速公路系统主线交通流速度、密度与道路能见度之间的关系提出了基于T-S模型的道路临界密度在线修正方法,结合PI-ALINEA算法提出了雾天高速公路匝道控制算法,应用粒子群优化算法对其求解,以道路事故发生率为评价指标通过仿真实验对该算法有效性进行验证。综合考虑雾天因素、道路限速因素对高速公路交通流参数的影响,构建了雾天可变限速控制作用下高速公路交通流模型,以交通流速度与密度的平均绝对误差、平均绝对百分比误差为评价指标通过仿真实验对该模型的有效性进行验证。以雾天可变限速作用下交通流模型为预测模型,基于道路交通安全构建了雾天高速公路可变限速控制命题,并应用灰狼优化算法对其求解,通过仿真实验对该方法的有效性进行验证。针对雾天匝道控制与可变限速控制方法作用下匝道流入流量过少、交通流速度波动幅度过大等问题,改进匝道排队模型,结合雾天可变限速控制作用下交通流模型,构建雾天匝道与可变限速协同控制作用下高速公路交通流模型。提出基于模型预测控制的雾天高速公路匝道与可变限速协同控制方法,以道路事故发生率为评价指标通过仿真实验对该方法的有效性进行验证。