随着城市交通的快速发展,交通供给与需求之间的矛盾加剧,日益严重的交通事故已成为了抑制国民经济发展的关键问题之一,交通事故带来不仅是安全问题,还对交通系统的稳定性带来了严重的破坏。要缓解交通事故带来的交通拥堵问题,需要从系统的角度,结合多交叉学科的理论知识,开展更深入的研究。交通系统被看作开放的、典型的、巨大的复杂网络系统,已成为国内外学者研究的热点,采用复杂网络理论研究城市交通问题,不仅包括研究城市路网物理结构的复杂程度,由于路网上的流动介质为驾驶员,驾驶员的自主性和非理性行为导致网络的演变更加复杂。交通事故可看作路网中的一条路段在某个方向失去了运输功能,进而随后的车辆选择其他可替代路径完成出行,在这个过程中,其他路段会存在无法满足额外的负载而发生故障,形成连锁反应,这种现象在复杂网络理论中被称为级联失效,因此本文以级联失效模型为基础,研究驾驶员在面对事故时的路径选择行为,结合网络交通流加载的思想对级联失效进行了改进。然后为了进一步区分网络中所有路段受到事故路段的影响程度,提出了道路交通流密度熵的概念,并采用最优簇数的聚类分析方法完成了交通事故影响范围的分区研究,具体来讲,论文主要完成的研究工作如下:1、针对级联失效中的负载分配问题,本文考虑了出行者在面对事故时的路径选择行为,采用前景理论将网络流加载与复杂网络理论相结合,由于网络加载的延迟性,在级联失效过程中进一步考虑了延迟加载流量和失效持续时间的问题,并给出了模型的求解步骤。2、级联失效演变过程能够明确交通事故所造成的相继失效路段,但无法区分未失效的路段以及失效路段的受影响严重程度。因此,本文针对路段提出了交通流密度熵的构建方法,并将其结合到级联失效演化过程中,从时间的角度分析了各路段受到事故路段的影响大小,并以此为基础,结合聚类分析,完成了交通事故影响范围分区研究。3、最后,通过建立的理论模型,进行了实例分析,探讨了不同事故路段下的时空影响范围,给出了最优分区个数以及分区内的道路数量。将零流时间和初始流量作为初始参数,研究了初始参数与事故影响范围分区之间的关系,并分析了事故路段的物理位置对分区的影响过程。