随着城市交通的发展，道路网络规模不断扩张，网络中结点和边的数量急剧增加，网络结构日趋复杂，机动车保有量的不断增加加剧了城市道路的拥堵状况。依据城市道路通行能力和交通状况，对车辆的行车路径进行合理规划，能够有效缓解交通拥堵。最优路径规划是ITS的基本功能，快速、准确的路径规划服务也是车辆导航关注的焦点。在大规模交通网络上实现高效的路径规划服务需要解决以下三个问题:其一，快速构建道路网络拓扑关系;其二，建立能够准确衡量道路通行能力的阻抗模型;其三，满足实时或近实时要求的高效路径规划算法。　　传统拓扑构建算法逻辑简明，但需要对复杂类型道路（如天桥、涵洞）的拓扑关系进行单独处理，且不能利用几何元素的空间关系加速计算，算法较为繁琐，耗时随着道路网络规模的增加快速增长，不能满足实时化的需求。针对此问题，提出一种利用R-tree索引加速道路相交关系判断，B-tree加速拓扑关系构建，且能够方便处理非二维道路拓扑关系的快速拓扑构建算法，大大提升了大规模道路网络拓扑构建的效率。　　影响城市道路通行能力的要素有多种，且彼此之间存在线性或非线性的交互关系，用数值方程建模无法清晰描述所有的定性定量因子对目标的作用。针对此问题，提出一种基于模糊推理估计道路阻抗的模型。通过专家知识提取具有代表性的典型路段道路作为模板，计算实际道路相对于典型路段道路的模糊相似度进而估计其阻抗值。此模型能够利用专家知识，克服经典统计模型解释性不强的缺点，能够更真实反映道路的实际通行能力，有利于路径规划算法得到更符合实际的结果。　　提高路径规划算法效率的核心在于改进算法，限制算法效率的因素在于算法使用的数据结构和搜索道路方式。本文对现有路径规划算法加速技术进行总结，为缩小算法的搜索空间，将“层次”策略引入道路数据组织中，形成层次道路网络结构，在层次道路网络基础上对每一层数据进行分区，进一步缩小算法的搜索空间。在生成分层分区数据结构过程中，尝试将多层图分割算法引入道路网络分区中，发现此算法存在破坏现有网络连通拓扑的问题，进而提出一种基于“层次”策略的道路网络图算法，新算法能够较好维护现有连通拓扑关系。针对分层分区数据结构，将双向搜索与经典算法结合，形成层次双向算法，讨论双向算法的终止条件和最优解的保证条件。　　为便于对文中提出算法进行验证，使用开源工具集，搭建单机版和B/S结构路径规划应用平台，实践证明文中算法的有效性。