高速公路是连接我国大中城市的主要交通干道，对于国民经济的发展起着非常重要的作用。改革开放以来，我国高速公路建设事业取得了突出成就。在过去的几十年间，我国高速公路通车总里程已仅次于美国,名列世界第二位。然而，尽管高速公路的里程在不断的增加，却仍然不能满足经济飞速发展的需要，大量车流的涌入，使得高速公路上经常出现交通拥挤甚至堵塞的现象，其通行效率和安全性也大大地降低了。能否使高速公路处于良好的运行状况，不仅仅关系到人们的日常出行，更加关系到经济的长期发展。国内外的相关研究表明，建立智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）是解决高速公路交通顺畅、安全等问题的有效途径。本论文在充分了解国内外交通流诱导系统研究现状的基础之上，结合我国高速公路交通状况的具体情况，设计了高速公路交通流诱导系统的总体框架，并对其中的部分关键问题进行了研究。本论文中，研究了车辆到达模型的统计分布，对车辆到达的统计分布进行假设检验和参数估计，并且利用收集到的数据进行验证，为交通流的着色Petri网（CPN）仿真建模提供理论依据；研究了路网拓扑的构建，对CPN的外部通信原理进行了仔细分析，建立了C#与CPN模型间的通信机制；介绍了动态交通流诱导系统中常用的最短路径算法，对传统的Dijkstra算法做了详细分析，针对该算法的不足之处，从搜索区域和权值的动态调整方面进行了改进，提高了该算法的效率和实际应用意义。在以上研究的基础上，本文开发了基于GIS的高速公路交通流诱导系统，该系统实现了信息查询、最佳路径诱导、实时车流仿真等功能，从而指导车辆更高效地使用高速公路网的道路资源，使交通运行体系实现全局优化。