本发明公开了一种基于双状态划分的高速公路路段通行时间预测方法，包括：确定高速公路路段和门架间的上下游关系；获取高速公路历史数据；将历史数据处理为交通流量及平均通行时间序列；确定与时段对应的路段交通状态；划分车辆行驶速度状态；利用历史车辆的路段交通状态、车辆行驶速度状态及上游路段平均行驶速度，对下游路段通行时间建模并训练；实时采集目标车辆数据，提取特征输入通行时间预测模型，得到预测结果。本发明对高速公路交通数据进行了多源数据融合与时空特征分析，将宏观层面的路段交通状态和微观层面的具体车辆行驶状态相结合，运用贝叶斯模型，实现了以车辆为单位的高速公路通行时间精确预测。