随着我国高速公路建设的飞速发展,高速公路突发事件也成多发趋势,对突发事件采取快速有效的处置措施可减少其所带来的伤亡与损失。本文针对高速公路突发事件救援时效性要求高、处置复杂等难点问题,结合应急指挥部、公安、消防等救援部门的实际救援需求,设计并实现了高速公路突发事件应急决策支持系统。该系统能够快速生成现场应急处置方案,并进行可视化的应急资源调度和路径规划。其主要工作及创新如下:首先,通过分析研究我国高速公路应急处置的基本理论,使用基于案例推理(Case-Based Reasoning,CBR)与规则推理(Rule-Based Reasoning,RBR)技术应用于高速公路突发事件应急决策中,使用RBR对CBR所生成的救援方案进行修正。提出了应急决策框架与流程,根据CBR的流程对案例表示、案例检索、案例修正、案例学习分别展开了研究。针对高速公路突发事件的特点,在案例表示阶段,将面向对象的知识表示方法应用于事故车辆的表示,该种表示方法可以更加全面地描述突发事件现场情况,有利于救援方案的生成,并在案例检索阶段给出了该种事故车辆表示方法的相似度计算公式。其次,在应急资源调度方面,建立了以时间耗费与成本耗费最少为目标函数的多突发事件点多救援点的应急资源调度模型,该模型能根据突发事件等级与应急资源的需求程度对资源合理分配。使用粒子群优化算法、遗传算法、模拟退火算法和所提出的改进粒子群优化算法(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)对该调度模型进行求解,且IPSO算法在该模型求解过程中相比其他启发式算法在收敛时间、收敛程度均具有优势。最后,基于以上理论研究设计并实现了高速公路突发事件应急决策支持系统,研究内容包括系统的框架构建、开发方案选择、架构设计、数据库设计和八个功能模块的详细设计与实现。并通过对两个核心子系统的实验分析,验证了该决策支持系统在救援方案生成以及应急资源调度方面的优越性。本文的研究成果可以提高公安、消防等救援部门面对高速公路突发事件的反应、处置、救援能力,为我国建设高速公路突发事件应急决策支持系统提供理论依据与技术保障。