交通拥堵造成道路通行效率低下,严重制约了社会经济的发展。现代交通流理论的研究目标是建立能描述实际交通一般特性的交通流模型,寻找交通流的基本规律,以揭示交通拥堵产生的机理。由于三相交通流理论能够解释各种实际复杂的交通现象,因此该理论成为现代交通流理论研究的热点。元胞自动机模型具有良好的并行性、演化规则灵活以及计算效率高等优点,因此,本文在三相交通流理论框架下建立了双巡航控制极限元胞自动机模型。本文的具体工作如下:首先,本文介绍了研究背景、研究意义以及现代交通流理论研究的必要性。然后分别描述交通流特性的基本参数、元胞自动机的定义等为模型的建立奠定基础。紧接着介绍了基本图理论及其模型,并指出基本图理论的局限性,为引出三相交通流理论做铺垫。最后,本文系统地回顾了三相交通流理论。其次,基于三相交通流理论框架,将慢启动规则引入Na Sch模型后,新建了双巡航控制极限模型。在均匀分布、致密分布以及随机分布下,从基本图中都发现交通流有三个状态:自由流、同步流以及宽运动堵塞。此外,在致密分布下首次发现了“散点”同步流。“线性”同步流的斜率依赖于随机慢化概率。在随机慢化概率较大的极端情况下,同步流区域中的车间距百分比值曲线呈现单峰或双峰状态。最后,建立了精细化的元胞自动机模型。改进模型中车辆的长度保持不变,元胞的长度减小,一辆车占据多个元胞。在均匀分布和致密分布下,模拟的基本图结果也发现了三种交通流状态:自由流、同步流以及宽运动堵塞。此外,还发现自由流到同步流的相变和同步流到宽运动堵塞的相变。在均匀分布下,发现了多种斜率的同步流。同步流区域内车辆的密度范围较大,这表明改进的双巡航控制极限模型可以抑制宽运动堵塞的形成。在致密分布下,当延迟概率较小时,自由流、同步流和宽运动堵塞共存,或者自由流与宽运动堵塞共存。当延迟概率较大时,低密度区域自由流和同步流共存,高密度区域同步流和宽运动堵塞共存。图47表2参90