随着经济社会的不断发展,我国高速公路总里程正在迅速增加。但是粗放型的经济模式给环境带来了严重的负面效应,尤其在秋冬季节,雾霾天气现象尤为严重。由于我国高速公路目前均采用静态限速的方法,当重度雾霾天气出现而导致能见度降低时,高速公路管理部门为了提高雾霾路段的安全性能,大多数情况下均采取封闭高速公路的交通管制措施,给全国人民的出行带来了极为不便的影响。因此,我们需要考虑使用智能交通技术解决这一现状,将静态限速问题转化为动态限速问题,并采用可变限速控制策略对动态限速值加以控制调节,实现高速公路在雾霾天气出现时也能正常通行的目标。本文首先在分析可变限速控制研究现状及工程应用的基础上,采用实际调查的方法对正常天气及雾霾天气下的交通流数据进行分析,得出不同能见度对车速、车头间距等交通流参数的影响。其次,选择能准确表达交通流运行状态的元胞传输模型作为本论文的基础模型,引入空气污染指数(API)这一指标对雾霾天气下的交通流运行所产生的影响,并依此对基础模型进行修正,分别构建出能见度不足200米及能见度大于200米小于500米的雾霾天气下的动态交通流模型。然后根据改进后的模型制定雾霾天气下高速公路可变限速控制策略,并以总通行时间最小,道路通行能力最大,行程延误时间最小作为优化目标,以最大安全车速、相邻路段的速度差以及可变限速变化幅度为约束条件建立雾霾天气下高速公路可变限速控制优化模型,运用遗传算法求解此模型。最后选取沪陕高速(G40)宛坪路段作为仿真模拟路段,利用VISSIM及MATLAB软件分别实现模拟控制及算法的在线仿真实验,对仿真实验数据进行分析,以验证不管在轻度雾霾或重度雾霾的天气条件下,运用可变限速控制方法均可有效的提高高速公路的通行能力,降低其行程时间,在短时间内解决雾霾路段的拥挤现象,平滑交通流,提高通行效率及安全性能。本文的研究成果表明,在能见度不足200米及能见度大于200米小于500米的雾霾天气下运用可变限速控制方法均可以提高高速公路通行能力,减少通行时间,降低交通拥堵发生的概率,可以为雾霾天气下高速公路的瓶颈路段可变限速值的制定方法提供参考信息与依据,对提高高速公路的社会效益具有一定的现实意义。