随着计算机的飞速发展，关于复杂网络的研究已经成为当前国内外学术界的一个研究热点问题。复杂网络的基本理论和研究方法可能为研究现实中各种系统或者网络的复杂性问题提供一个有利的工具，对人们的工作和生活具有重大意义。本文结合复杂网络以及交通运输网络的主要特点，运用统计物理、数学以及计算机模拟等方法，从网络建模、流量分布特性和级联失效三个方面对复杂网络的相关问题进行了分析和研究。 在建立新模型方面，文中分别给出了一个无向网络的组合模型和一个有向加权网络的非对称模型。组合模型在网络演化过程中，综合考虑了节点度的吸引，距离的约束以及老化，模拟结果表明，组合模型能够演化出随机网络和无标度网络；非对称加权网络模型，通过理论分析和数值模拟研究了网络的一些拓扑特性，能够重现很多现实网络中的度分布、强度分布和权重分布的幂律特征。 复杂网络上的交通动力学行为很多，本论文侧重流量分布特性和级联失效行为。基于四种典型的拓扑结构(即规则网络、随机网络、小世界网络和无标度网络)，探讨了用户平衡、系统均衡和系统最优三种不同的交通流分配方式对系统总阻抗的影响。研究表明，对于交通流量的增加，无标度网络和随机网络结构具有更好的表现，可以减缓系统总阻抗的增加。另外，模拟结果表明，在系统均衡和系统最优分配方式下，在无标度网络中的流量分布与用户平衡分配方式下相似，都具有幂律特性，并且其幂律指数值更大，从一定程度上减少了流量的异质特性。最后，在四种不同网络结构下，研究了三种不同流量分配策略下的级联失效行为，为交通运输网络安全的有效控制提供理论基础。