近年来,我国高速公路的事故发生率逐年增高,在造成严重的人员伤亡和财产损失的同时,还会引发高速公路的拥堵和大面积车辆滞留。依靠车联网技术提供的车辆与车辆间、车辆与路侧设备间的通信,可以完成对事故的实时预警。针对现有基于泛洪的预警消息广播机制丢包率高,以及车辆在高速公路场景中网络连接潜在的中断问题,论文首先针对三种典型的高速公路事件,提出了相应的事件判定方法;之后通过分析目标节点分布,提出了针对拥堵事件和交通事故的消息的广播方案;同时通过对异构网络切换技术进行研究,利用车联网的多跳特性,提出了两种垂直网络切换算法,从而完成对高速公路场景中的事故预警方法的研究:首先,在分析车联网的体系架构和关键技术的基础上,通过对比分析几种典型的车-车、车-路通信技术,构建了一种基于4G和DSRC通信技术的高速公路车联网通信场景;其次,构建了交通信息采集模型并设计了交通信息的采集方案,在此基础上提出了针对三种典型的高速公路事件的事件判定方法;再次,依照不同的高速公路事件类型,通过分析消息的类型和目的节点分布状况,论文提出了拥堵消息的广播机制和事故安全消息广播机制;然后,在研究异构网络切换技术的流程和关键技术的基础上,分析了车辆在高速公路场景中行驶时涉及的异构网络切换过程,提出了持续型垂直网络切换算法和粘连型垂直网络切换算法,用以实现车辆与路侧设备间的多跳连接,通过设置切换判决阈值,保证多跳连接过程中车辆与路侧设备间的通信质量。最后,利用Veins仿真平台搭建了具备4G和DSRC通信能力的高速公路车联网仿真场景,对论文提出的事故预警方法和垂直网络切换算法的性能进行了测试。测试结果表明,论文提出的事故预警方案基本能够保证预警消息的及时传递,同时,相较泛洪广播,论文设计的拥堵消息广播方案和事故安全消息广播方案在丢包率、网络吞吐量和延时三方面均具有较大的优势;此外,相比基于RSSI的垂直网络切换算法,论文提出的两种切换算法不仅能延长车辆处于DSRC网络中的时间,且进行切换时的切换次数少,不易引发“乒乓效应”。