随着我国高速公路的快速发展，联网收费系统逐渐成为了我国高速公路智能交通系统的最重要组成部分。该系统在运营过程中积累了海量的收费数据，如何对这些数据进行有效的分析和处理，深度挖掘交通主题知识，为高速公路运营管理提供辅助决策，已经成为一个十分关键的问题。本文基于联网收费数据，进行交通主题数据提取转化，进而为高速公路交通流特性分析和应用的研究提供支持。联网收费数据是公路收费系统在运行过程中的相关记录内容，本文在对高速公路交通运营体系、联网收费系统和原始收费流水数据结构调研分析的基础上，搭建了联网收费数据处理分析的基本框架，并对联网收费数据中交通主题数据的提取转换方法进行了研究。基于SQLServer为数据库管理平台，建立了交通主题计算模型，并将所有的交通主题数据存储到交通主题数据仓库中，以此作为高速公路交通流特性分析及应用研究的基础。基于交通流量主题数据，对高速公路交通流量进行周变特性分析、日变特性和时变特性分析，并建立高速公路交通流量周变模型。根据车辆行程速度主题数据库，对高速公路车辆行程时间进行分车型分布拟合，得出高速公路每种车型的车辆行程速度概率密度分布均服从正态分布。基于交通主题数据仓库收费站出入口交通流量，结合交通流量周变特性，建立收费站容量规划模型，进而建立容许不同排班情形的收费人员排班优化模型，并通过遗传规划给出模型算例的解。基于交通主题数据库的高速公路出入口交通流量值，结合交通流量日变特性，建立收费站通行卡需求量模型，进而建立通行卡区域调拨模型，并根据连通器原理的启发，设计了最优搜索方向的调用因子，给出了模型的解。