随着经济的发展，交通流量的增长与现有道路状况之间的矛盾日益突出，已成为制约城市经济发展的主要因素之一。研究多车道交通流模型、路径选择模型及其算法，有利于交通流和出行者在路网中均衡分布，从而降低路网交通负荷。本研究将为改善交通拥挤状况提供新的思路，为智能运输系统建设提供理论与方法。本文的工作主要分为两部分： 一、对各时期主要的交通流模型及理论发展都作了介绍，并重点阐述了元胞自动机模型。第二章中以元胞自动机理论为基础，以三车道高速公路为研究重点，提出更符合我国实际情况的混合车辆交通流改进模型，探讨了驾驶员特性对驾驶行为的影响，并采用模糊控制思想建立了车辆驾驶行为框架，在此框架的基础上，重点研究了车辆的换道行为，为三种不同类型的驾驶员建立了基本的模糊规则，结合仿真数据，对混合车辆交通的特性进行了分析。 二、人们出行的选择路线日趋增多，当具有多条可行路线时，出行者将选择最优路径。第三章中提出了基于Vague集的路径选择模型与算法，创造性地将Vague集多评价指标模糊决策方法应用到城市交通系统，根据路径选择问题的多目标属性，建立了最优路径选择的多目标规划模型，所求得模型的解是综合满意路径，反映了城市交通出行者信息以及目标需求多样性的特点，通过算例验证了模型的合理性和有效性，该方法帮助出行者主动选择出行方式和出发时间，从而促进路网交通状况的优化。