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高速公路具有速度快、运量大、安全性高等技术经济特征,极大地促进了社会经济的发展,普遍得到世界各国的重视。自从20世纪80年代末,我国开始修建高速公路以来,高速公路得到了快速发展,至2015年底我国高速公路里程达12.3万公里,继续排在世界第一位。随着高速公路逐渐网络化,直接刺激了机动车数量的快速增长,以小汽车为导向的区域城市发展模式所带来的一系列问题正逐渐凸显,如高速公路拥堵、安全事故多发、能源消耗过度、环境污染严重等,而这些问题的产生源于我国综合交通运输结构不合理,过度依赖公路运输,特别是高速公路。在我国综合交通运输体系转方式、调结构进入了新阶段,以高速铁路、内河水运为代表的绿色集约交通运输方式不断发展壮大,与此同时以高速公路为代表的粗放运输方式出现了拐点。传统的高速公路合理规模预测方法欠缺考虑综合交通的影响,适用性较差。基于以上背景,本文在坚持可持续综合交通一体化发展理念下,有针对性地进行区域高速公路网合理规模的研究,定性与定量研究相结合,对于支持区域高速公路网发展决策、发展目标、发展规划布局方案具有重大的现实意义。首先,研究了国内外高速公路发展历程、演化过程与模式、规模发展规律、网络合理规模预测模型等,了解到国内外高速公路的发展演化历程,并认识到传统预测方法往往独立于综合交通之外,所考虑的影响因素有失全面,预测结果不准确。其次,研究了综合交通运输体系和高速公路网合理规模理论,探讨综合交通的发展阶段、交通一体化、高速公路的功能定位、合理规模的涵义以及影响因素等,通过与国外发达国家的综合对比分析,初步明确了我国综合交通运输体系处于初级发展阶段,且结构不合理,高速公路已明显超前社会经济发展。然后,利用系统总量控制结构优化的思想,首先确定区域综合交通网的合理规模,进而通过多目标结构优化模型,设定不同的最优化目标函数,确定区域高速公路网合理规模。考虑到综合交通运输体系的复杂性,为计算方便,对综合交通进行理想化处理,假设只有高速公路和铁路两种方式。最后,以山东省为案例研究。分析了山东省区域发展条件、山东省综合交通网发展现状,基于综合交通运输体系的考虑,运用修正的连通度法和类比分析法相结合预测出山东省综合交通网合理规模,进而通过多目标结构优化模型,设定高速公路引领、铁路引领、一体化三种不同的发展模式,分别计算高速公路规模,结合山东省发展实际综合确定。本文还对山东省高速公路网规划布局提出了一些发展建议。在全国各省高速公路建设热情持续高涨的形势下,本文针对综合交通运输的考虑,对区域高速公路网的合理规模进行研究,其研究结论对于高速公路的盲目规划建设具有重要的现实指导意义,有助于我国高速公路科学合理地发展,使综合交通走可持续发展之路。