伴随城市的快速发展，交通问题急剧涌现，给交通研究带来新的课题。主要体现在两个方面：一是由于交通问题错综复杂，难以建模分析其特性；二是现有交通仿真工具无法真实有效的模拟现实交通网络的规模和复杂性。本文分析二者产生的根本原因，提出新的交通网络模型。通过分析现有查询算法，提出离散范围查询算法。该算法将交通网络离散化，建立道路、车道、离散车道三级查询索引结构，实现快速准确定位。现有交通网络模型主要将交通网络抽象成网络图进行研究分析。经过分析发现这类模型忽略交通网络中车辆换道、车辆分流、车辆合流和车辆会车等极为重要的连接信息。因此，本文提出车道网络概念，将道路和路口分别抽象为多条车道和虚车道，建立基于车道的对偶交通网络模型。该模型能描述任何交通网络，并准确表达交通网络车道之间的出入关系、换道关系、合流关系和会车关系。通过分析以查询对象为索引的传统查询算法，总结出交通仿真对象大小的有限性、交通仿真查询的局域性以及交通网络范围的有限且连续等特点。然后基于传统交通网络模型和车道对偶交通网络模型，提出离散范围查询算法。该算法在不失仿真精度的情况下，将交通网络离散化，以离散化的网络为索引，保证常数时间复杂度，实现点查询和范围查询算法。本文提出了三层交通网络仿真查询索引结构，其中道路级网络索引为第一级、车道级网络索引为第二级、离散车道索引结构为第三级。该索引结构将范围查询问题转换为一维查询问题，实现简单，查询精准、效率高。