本文主要对基于一维元胞自动机的有关交通流量进行了研究。通过对元胞自动机这种理论的研究,向读者展示群集智能理论,并依据元胞自动机的研究现状和理论特点,选取其应用比较有代表性的一个方向——交通流量问题进行了研究。同时在研究了有关交通流的研究现状和研究背景后,掌握Kerner三相交通流理论的概念和含义,重建Nagel-Schreckenberg模型,扩展其后世学者的诸如考虑司机性格模型、考虑前车行为模型、考虑动态车间距模型等几类引申模型,对经典理论进行深入研究后拓展和实现了双车道模型、不均衡换道模型、环岛交通模型、高架桥模型等。实验中将车辆个体抽象成独立的元胞,离散时间点,将现实的公路长度、车辆速度、加速减速等因素数量化,依据时间和空间构建矩阵模型,通过“一组多样”的采样方法消除波动,根据单位定义公式计算车辆流速、车辆密度以及定义的其他参量如高速跟驰率、双车道车辆换道率、环岛驶离率等,并展示彼此间的数量关系图,解析交通行为,从而建立起完整适合应用的交通流模型。通过对前人成果的分析和研究,也通过对元胞自动机这一理论的深入研究,作者认为NS模型在当时的时代背景下存在一些问题,如车辆加速度过高,这些问题随着科学水平的提高在如今都得到了解决。于是作者还原了NS模型,且具体分析了文献七和其文中提出的高速跟驰行为,分析高速路上车辆在小间距时保持高速行驶的情况;并根据作者所在城市实际情况建立了单车道、双车道环岛模型,分析了环岛交通易于形成拥堵的原因,将环岛路细分入口和出口,入口处拥堵是由环岛内拥堵引起的连锁反应,而环岛内拥堵又与出口处车辆驶离概率和入口与出口相隔间距密切相关;还分析了城市高架桥拥堵的形成原因,城市高架桥具有道路长出口少的特点,拥堵疏通时间会较长,作者通过建立的模型分析了高架桥拥堵的原因,并提出了解决办法。本文第一章针对目前有关元胞自动机在交通流理论方向的研究现状做了详细研究,还详细研究了研究背景和本文所研究的意义。本文第二章对所涉及到的相关知识进行深入研究,首先是对元胞自动机理论进行详细研究,这是后期所有实验的实际操作基础,接着对三种交通流模型和三相交通流理论进行了系统的研究,这是理解交通流概念的基础。本文第三章首先对一维NS模型和二维NS扩展双车道模型进行了模型的建立,对一维模型进行了五个方面的建模,对二维模型主要研究其产生的换道行为;然后在本文的第四章主要针对一维元胞自动机的交通流模型进行延伸扩展,包括高速跟驰模型,及在环岛路模拟时加入二维元胞自动机进行模拟实验;另外还有高架桥拥堵模拟,在第四章的最后作者给出了多组实验结果。本文的第五章给出了结论,对全文进行了总结,并提出了对未来相关理论的发展趋势的展望。