本文关注日益严重的城市机动车尾气污染问题，分别以高速公路和城市道路机动车流为研究对象，采用元胞自动机模型，结合机动车尾气排放函数，建立起机动车尾气排放的动力学模型，研究机动车的宏微观运动特征及其尾气排放特性。　　 本文的主要工作归纳如下：　　 1．针对高速公路中单车种机动车流，提出了基于元胞自动机模型的机动车尾气排放动力学模型。我们采用了两种典型的元胞自动机模型，即细化的NaSch模型和考虑刹车灯的BL模型。为了正确获得与实测数据可比的结果，首先对模型的参数进行标定。应用上述两个模型来再现机动车流的运动特征，结合尾气排放模型来研究尾气的实际和平均排放率(量)特征，并进行比较研究。数值模拟结果显示两种模型可以捕捉车辆尾气排放的主要特征，频繁的加减速会比匀速行驶的车辆排放更多的CO2、NOx和PM等污染物。　　 2．针对高速公路中混合机动车流，主要考虑采用不同驾驶方式车辆的混合，首先建立了一个混合交通流的元胞自动机模型，分别用BL模型和FNS模型来描述“谨慎型”和“迟钝型”两种车辆。我们研究了不同混合比例情况下交通流的宏微观特征。模拟结果表明，采用“谨慎型”驾驶方式可显著降低部分机动车尾气污染物的排放量。高密度下，减少阻塞的尺度，维持同步流状态可以有效降低机动车尾气排放。　　 3．针对城市道路中的机动车流，建立了考虑预期效应和交通影响的元胞自动机模型(TLCA-Ⅰ和TLCA-Ⅱ)，并与已有模型进行了比较研究。新模型中充分考虑驾驶员受红绿灯影响的交通驾驶行为和预判行为。模拟结果表明新模型的速度分布更加合理，且尾气排放量明显低于现有模型。我们发现，在低密度下使用绿波控制策略可以有效的减少车辆运行的延误时间，提高车辆的运行效率，同时还能减少尾气中污染物的排放，而在高密度下绿波控制策略失效。