交通拥堵及其伴生的能源消耗、环境污染等问题带来了巨大的社会压力和经济损失。如何有效地利用交通资源,改善交通供求关系,以科学的理论来指导交通建设和交通运营,成为国际社会广泛关注的重大问题。近几十年来,不同领域的研究者从不同的角度对交通流的特性进行了分析,建立了许多交通流理论和模型,取得了大量成果。本文在现有交通流微观跟驰模型的基础上,提出了两种基于ITS诱导信息而改进的多重车辆跟驰模型,着重分析了模型的稳定性和能耗关系,并进行相应的理论分析和数值模拟。此外,还进行了实际交通中不同车型车辆启动时间的实测分析。全文的主要工作如下:(1)应用摄动理论分析了非稳定条件下Wilson提出的一种“MultipleLook-ahead”优化速度跟驰模型非线性密度波,推导出用以描述交通堵塞的mKdV方程,相图中理论分析和模拟数值吻合。引用YukiSugiyama等人最近做的一项非瓶颈路段交通拥堵的实验证实:交通拥堵绝不是单辆车的行为,是当道路上的平均车流密度超过一个临界值时,即使没有瓶颈、事故或障碍物的影响,堵塞相也会形成。(2)根据ITS诱导下的合作驾驶车辆跟驰的思想,改进由Nakayama等人提出的BLOV模型而提出多重向前看和向后看的优化速度模型;并考虑实际交通中合作驾驶车辆对速度差的敏感性,在Wilson跟驰模型基础上,进一步提出多重“向前看”多速度差跟驰模型。应用线性稳定性分析分别导出两个改进模型的稳定性判据,分析了两个改进模型处于稳定区域由速度波动引起的附加能耗,以及在非稳定区域,利用动能定理考察了车流拥堵区域内单辆车的平均能耗情况,理论上证明了车流愈稳定能耗愈低的结论。(3)考虑司机反应延迟时间对交通流的影响,选取城市十字路口进行不同车型车辆启动时间的实测,得到不同车型车辆的平均启动时间以及启动时间分布。最后,对全文进行了总结,并指出需要进一步研究的问题。