城市快速路是城市道路系统的重要组成部分，是长距离、跨区域快速交通的主要承担者，在城市交通中扮演着重要的角色。伴随着城市居民的交通需求不断增长，城市快速路的拥堵问题也日益严重。交通拥堵会带来道路利用率低、环境污染、浪费时间等众多的负面影响，如何缓解甚至消除交通拥堵已经成为一个重要的研究课题。城市快速路的交通拥堵主要成因是当前的交通需求大于快速路能够承载的最大通行能力，匝道控制能够调节快速路的交通需求总量和时空分布。城市交通管理者为了缓解快速路的交通拥堵，匝道控制是经常采取最有效的措施之一。本文以城市快速路网为研究对象，在建立的大规模路网宏观交通流模型基础上，研究了交通网络的单点匝道控制策略和协调匝道控制策略，并通过搭建实际的路网模型进行仿真验证。主要的研究内容和取得的成果如下:　　首先，在分析快速路网络的结构与特征的基础上，运用了一种新的大规模路网建模方法。采用对偶的动态有向图来描述交通网络的拓扑结构，采用改进的元胞传输模型对交通流建模。在入口匝道模型中考虑引进排队长度变量，用于刻画由于实施匝道控制而导致入口匝道处的车辆排队现象。引入了离散型的随机发车方式，修改交通流传递连接模型，从而提高了仿真模型的精确度。针对匝道控制问题，设计了一种带有信号控制的交通流传递连接模型。在此模型基础上，借助于OpenModelica仿真平台，开发了一种简单有效的仿真建模工具，可以对任意拓扑结构的大规模交通路网进行建模，利用该建模工具成功地搭建了北京三环快速路模型。　　其次，在改进的元胞传输模型基础上，针对大规模环形快速路网的单点匝道控制问题进行了研究，在快速路网的层面上研究单点匝道控制算法的有效性。在经典的ALINEA算法基础上添加了排队限制策略，设计了基于排队长度约束的单点匝道控制策略。在OpenModelica仿真平台上设计了匝道控制系统模型库，结合城市快速路网模型库，搭建了北京三环快速路匝道控制系统仿真模型。实验结果表明，设计的基于排队约束的单点匝道控制策略能够有效地减少交通拥堵，提高快速路网系统的运行效率。　　最后，研究了基于动态分区的协调匝道控制策略。根据实时的交通路况对整个环路进行动态分区，设计了动态划分子区的策略和子区内的协调控制策略。与单点匝道控制方法相比，协调控制算法可进一步提高整个快速路网的运行效率。