机非混行的混合交通流仍然是我国城市交通特别是中小城市交通的重要特征，混合交通流的微观仿真建模研究能为实际交通现象的真实再现和分析、交通系统的评价等提供有效的技术手段。本文围绕城市混合交通流微观仿真系统的建模、实现与应用，在城市混合交通微观仿真系统结构、仿真路网模型、混合交通两轮车流仿真模型、微观仿真系统设计与实现及在交通信号控制中的应用等方面展开研究与探讨，主要做了以下研究工作：（1）围绕混合交通微观仿真系统的构建，分析了仿真系统的体系结构及组成模块，建立了混合交通微观仿真系统的复合路网模型。针对由机动车、非机动车及行人所组成的城市混合交通特点，复合路网模型将机动车的连续路网模型和非机动车与行人的离散元胞自动机路网模型相结合，建立了二者的映射关系。分析了微观交通仿真系统的交通流模型，采用车道行驶轨迹和车辆动态行驶轨迹描述机动车在车道上的正常行驶和换道行驶行为。（2）针对目前城市交通特别是中小城市交通中混合交通两轮车流的特点，在传统的基于NS元胞自动机（CA）模型基础上，建立了两轮车辆混合交通流二维CA仿真模型。根据两轮车行驶特点建立了两轮车行驶的换道规则，该规则同时考虑了当前时间步和下一时间步两侧相邻车道的前后车辆的状态，使模型更符合实际。通过计算机数值仿真，分析了慢化概率、换道概率、各种两轮车的混合比例、行人穿越两轮车道等因素对两轮车流量、速度和密度等交通特征的影响，对两轮车流的一些交通特征和实际交通现象进行了合理解释，实际验证表明了模型的有效性。（3）针对非机动车行驶特性，提出了速度横向压缩效应概念，建立了基于速度横向压缩效应的非机动车多值CA模型（V-EBCA）。非机动车在行驶时随着车速的增大，出于安全性考虑，其所占用的道路横向宽度会增大，而可供其他车辆通行的道路横向剩余通行宽度会变小，呈现对道路横向剩余通行宽度的压缩效应，考虑这种速度横向压缩效应，采用多值元胞机模型对非机动车流进行建模与仿真，在分析传统多值元胞机模型（BCA和EBCA）基础上，建立了具有最大行进速度为3(cell/s)的高速EBCA模型以及基于速度横向压缩效应的V-EBCA模型，并对各种模型进行了仿真对比分析和验证。（4）围绕城市混合交通流微观仿真系统的设计与开发，对混合交通微观仿真系统进行了详细设计和功能模块设计，采用面向对象方法开发实现了一个小规模微观交通仿真系统。（5）采用所开发的微观交通仿真系统，对实际混合交通路段、定时控制交叉口以及公交优先智能控制交叉口等三种情形下的交通流进行了微观仿真分析。首先，采用基于复合路网模型的混合交通流模型，对实际混合交通路段和定时控制交叉口进行微观仿真，结果表明该系统的仿真效果与实际交通状况基本相符。然后，对于信号交叉口提出了一种公交优先智能控制方法，采用优先度值来衡量相位的通行紧急程度，将优先度值分为容量优先度和阈值优先度两种，容量优先度用于度量相位内的加权车辆数，阈值优先度用于特殊情况下的通行紧急程度，提出了基于优先度值的公交优先相位选择方法。采用具有论域调节的两级变论域模糊控制器确定绿灯时间，模糊控制器采用粒子群优化的神经网络实现。在微观交通仿真系统中进行仿真测试，结果表明，与定时控制和传统模糊控制方法相比，该方法可以有效提高绿灯时间的利用率，减少交叉口公交停车延误，只要参数选择适当，在提高公交车辆通行效益的同时不会对社会车辆产生过大影响。