近些年,高速公路交通量逐步增加,部分高速公路某些路段在高峰时间段上的交通量已经接近饱和,容易产生拥堵现象。单纯通过扩建或是修建新的高速公路并不能从根本上解决服务水平不高、交通拥挤等问题。论文提出对高速公路货运车辆采取差异化收费的措施,以达到缓解高速公路交通拥挤的问题。论文在结合差异化收费经济机理的基础上,对出行者出行选择与收费标准之间的关系进行分析;构建差异化收费货运车辆转移率预测模型和稳定时各出行状态占有率预测模型;根据影响货车出行的因素和货车出行者出行意向调查分析;确定不同的差异化收费方案。构建基于动态交通流改进的齐次马尔科夫预测模型,利用该模型对货运车辆实施差异化收费后的出行转移率进行预测,同时结合马尔可夫市场占有率预测模型对系统稳定时的各出行状态占有率进行预测。论文采用问卷预调查和正式调查结合的意向调查方法对货车出行选择进行调查。并将调查的数据作为货车出行选择状态转移预测的基础。同时引入价格弹性系数,对影响因素进行弹性计算,从而进一步对调查问卷进行改进完善后进行正式调研。调查发现货运车辆驾驶者的年龄、性别等自身因素对出行选择影响较小;货运车辆承载货物种类、总重等车货属性以及时间经济要求对货运车连出行选择影响较大。利用基于高速公路货运车辆收费数据的盈亏平衡分析方法对不同差异化收费方案进行决策。以不实行差异化收费的通行费收入为平衡点,与实行差异化收费后高速公路运营单位的通行费收入进行对比分析,若后者大于前者,则为盈利,反之为亏损。通过盈亏平衡点方法对各差异化收费方案进行比选,选出最优差异化收费方案。论文进一步对差异化收费相关理论进行完善,从研究方法方面为差异化收费方案的确定提供新的思路。差异化收费不仅能降低社会物流运输成本,诱导交通分流,缓解交通拥堵,还可以提高高速公路的收费收入,同时差异化收费方案的研究可以为高速公路企业管理部门决策提供研究方法。