随着我国城市现代化建设的发展,城市交通系统面临着诸多严峻问题,本文针对当前城市交通系统中普通公路段上的复杂交通流现象应用元胞自动机理论进行建模与仿真,并对其产生的原因及其对交通流的影响进行分析。本文的主要工作是在经典交通流元胞自动机模型的基础上对城市路段交通流进行建模与仿真使之能较好的反映实际交通现象。本文的工作和创新主要包括以下几个方面:1、对NS一维元胞自动机模型进行改进,建立考虑近邻车辆影响的安全减速模型,研究堵塞状态下的路段车流运行状态和随机减速概率的影响。通过计算机仿真表明新模型对交通堵塞的形成与消散过程模拟更接近实际情况,在基本图中其最大流量与临界密度均于NS模型,同时对参数进行适当调整模型能再现交通流中的同步流现象。2、将考虑近邻车辆影响的安全减速模型推广到双车道系统中,从以下几个方面对模型就进行了研究:1)引入新模型后对基本图进行分析得到其最大车流量与临界密度均优于传统模型。2)在单车道和双车道模型中分析并讨论了相关因子的改变对模型的影响以及在突发情况下,如堵塞状态模型的稳定性以及车流相变特点。3)在双车道模型的基础上,针对实际交通中由于人为因素的随机性导致换道的不确定性,通过引入基于模糊控制的新换道规则对交通流现象中堵塞情况进行研究与分析;计算机仿真结果表明新模型在交通拥堵状态下的车流变化相比传统模型更符合实际交通流现象。通过对以上交通流现象的模拟得到较符合城市公路交通流现象并在此基础上研究和分析了这些交通流现象形成的机理以及影响因素,这为交叉口信号机进行决策仿真提供理论依据。