本文在传统的微观跟驰模型基础上,考虑现实交通环境中存在的交通流影响因素对城市交通的潜在影响,分别构建了三个扩展的跟驰模型。应用线性和非线性分析方法对拓展模型进行理论分析,深入探讨拓展模型加入小扰动后的交通流密度波的演化过程。应用Matlab对构建的拓展模型进行数值模拟,研究交通拥堵的形成机理以及实际交通流因素对于交通流稳定性的影响。论文主要工作如下:一、考虑最优速度差和多前车电子节气门效应的跟驰模型在日常驾驶中,驾驶员会根据观察到的前方车辆的加减速来调整自身的驾驶行为,前方车辆运行信息的及时反馈对交通流的安全性和稳定性起到重要影响。首先,基于全速度差模型,引入最优速度差和电子节气门角度,构建了考虑最优速度差和多前车电子节气门效应的拓展跟驰模型。其次,运用线性分析方法得到拓展模型的中性稳定性条件及在临界点附近的状态。采用非线性分析方法推导出TDGL方程和mKdV方程,并且找到这两种方程之间存在的关联。最后运用Matlab对拓展模型进行数值模拟,探究最优速度差和多前车电子节气门效应对交通流稳定性的影响。二、基于驾驶员视角理论考虑电子节气门效应的跟驰模型车辆在城市道路上运行时,驾驶员会通过肉眼观察与前方车辆的距离来保证自身驾驶行为的安全性。在驾驶员视角理论的基础上,考虑当前车与前车之间的电子节气门角度差,构建了考虑驾驶员视角和电子节气门效应的拓展跟驰模型。应用线性和非线性方法对拓展模型进行理论分析。应用Matlab对拓展模型进行数值模拟,探究驾驶员视角和电子节气门效应对交通流稳定的影响。三、考虑驾驶员个人预期和电子节气门效应的跟驰模型在实际道路交通中,驾驶员会根据观察到的交通状况本能地预测下一时刻的交通反应行为。驾驶员会针对实时交通流量的变化去执行控制动作,包括对未来交通状况的预测和驾驶员对交通刺激的反应时间延迟。首先构建了考虑驾驶员预期效应和电子节气门效应的拓展跟驰模型。然后通过线性稳定性分析方法得到拓展模型在临界点的状态及其稳定条件。运用非线性分析的数理方法推导出TDGL方程和mKdV方程,探讨两种方程之间的差异性和关联性。最后采用数值模拟的方法去验证拓展模型的稳定性和合理性。