随着我国经济的不断发展及高速公路的不断建设，高速公路的安全问题所造成的影响也越来越大，该类问题也是运营管理人员及公众关注的重点。行业内工作者及科研人员在交通事故起因、防范及应急处置方面也有较为全面及深入的研究。而作为高速公路事故主因之一，疲劳驾驶的成因、检测、影响等课题也一直是行业内从业人员及科研工作者不断研究探讨的重要课题。目前关于疲劳驾驶检测研究采用与现有公路机电设备相独立的驾驶员生理特征检测系统进行单一驾驶员的疲劳检测。该类方法缺乏宏观分析且不能用于实际的运营管理实践当中，同时导致了高速公路运营管理过程中海量数据的浪费。本文依托于现有高速公路信息采集及管理系统，利用结构化分析方法对现有数据内容进行分析，根据大数据相关性分析原理及信息化数据处理方法对现有收费数据进行处理，最终获得区域高速公路网疲劳驾驶行为特征分布情况（包含单一车辆、路段、路线三层的疲劳特征），并基于实际的交通事故对疲劳特征与交通安全性的相关性进行分析，明确疲劳驾驶和交通事故的产生具有较高关联度。此外，考虑到本文的数据分析方法的应用范围及现有数据采集、传输及处理流程，因此将结构化数据采集及分析方法和联网收费系统进行结构化整合，提出了一种基于联网收费系统的区域路网疲劳度分布分析应用系统结构。