近年来,伴随着国民经济的飞速发展,城市居民对交通的需求大幅增长,我国的机动车数量也快速增加,虽然道路网络系统的规模也在快速扩大,但仍无法满足持续增长的机动车数量,给城市交通运行带来了巨大的压力,特别是大城市,交通拥堵情况尤为严重。交通流理论的研究已成为解决现阶段面临的交通问题,缓解交通拥堵的热点课题,道路交通流仿真模型的构建与研究对梳理交通现状,缓解交通拥堵具有非常重要的作用。传统元胞自动机是一种具有时空离散特性的交通模型,且计算简单便捷,因此成为研究道路微观交通流运行机理的重要工具。本文以非同质驾驶员驾驶特性作为交通流特性研究的切入点,对传统元胞自动机模型进行改进,构建基于非同质驾驶员驾驶特性的连续元胞自动机模型,应用不同的跟驰规则作为不同驾驶员的驾驶特性,使仿真更加符合实际交通现象。本文所做的主要工作和成果如下:(1)首先对国内外交通流理论相关研究现状进行梳理,阐述离散元胞自动机模型对目前微观交通流研究做出的重大贡献,同时简要阐述了离散元胞自动机模型在仿真过程中存在的一些弊端,引出本文研究的连续元胞自动机模型,并从理论上与离散元胞自动机模型进行比较。(2)构建单车道连续元胞自动机交通模型,并使用不同的跟驰规则表示不同类型驾驶员的驾驶特性,利用遗传算法对跟驰规则的参数进行标定,基于这些模型对非同质驾驶员混合比例对交通流和交通拥堵产生的影响进行分析说明。(3)考虑道路运行的实际情况,将两个一维元胞空间通过安全距离可变的STCA换道规则联系起来,构建基于驾驶员非同质性的双车道连续元胞自动机模型。通过仿真分析非同质驾驶员混合比例对双车道路段交通流、换道频率以及交通拥堵的影响;并调整模型中车辆的换道概率,分析不同换道概率和驾驶员的非同质性对路段交通流的影响。(4)对实际路段交叉口进行研究分析,构建信号交叉口连续元胞自动机模型,对进口道车辆的运行机理进行分析研究,模型中采用开放式边界条件处理系统边界车辆,将进口道路段分为自由换道区域、强制换道区域以及导向车道区域,当车辆处在不同区域时将会采用不同的换道规则。模拟不同条件(驾驶员混合比例、绿信比)下道路的运行状况,研究分析了驾驶员非同质性和不同绿信比对路口交通流的影响。本文从微观交通流理论的研究出发,阐述了元胞自动机模型对交通流理论研究的重要意义,并对元胞自动机模型进行改进,结合实际车辆运行过程中空间连续性等特性,构建了具有空间连续性的元胞自动机模型。与传统元胞自动机模型相比,不再将路段按照固定长度划分为元胞,而是将路段中车辆看作元胞,存储车辆的具体信息。通过不同跟驰规则来描述驾驶员的非同质性,构建基于驾驶员非同质性的连续元胞自动机模型,对单车道、双车道以及信号交叉口进行仿真建模,研究驾驶员的非同质性对交通流的影响,从而构建更加符合实际道路运行现状的交通流模型。