交通流基本图模型是采用关系图形式描述交通流三大基本参数(流量、速度、密度)之间相互关系的方法,是探寻交通规律、制定交通管控措施的基础。由于机动车保有量巨大,且高密度聚集、高强度使用,北京单纯依靠基础设施建设已经难以解决交通拥堵、交通污染等问题。对交通流基本规律的分析与掌握,对路网性能的科学分析,成为了提高道路和区域路网性能和效益、改善交通服务质量的基础和关键。然而,由于城市道路交通数据采集手段和分析方法的限制,目前关于交通流基本图的研究多基于高速路或快速路的路段展开。基于此,本文尝试综合利用浮动车数据、RTMS数据和流量调查数据,从路段、分等级路网和区域路网开展北京市多层次交通流基本图的研究。首先,本研究针对经典的微观和宏观交通流模型以及城市道路交通流参数关系模型展开综述研究,分析和总结了现存研究的优缺点。在此基础上,明确了本文的研究方向和研究内容。其次,针对本文采用的浮动车数据、RTMS数据和流量调查数据,阐述了数据收集方法以及数据特性,并设计了多源数据集成和匹配方法。再次,建立了基于RTMS速度和浮动车速度的单路段交通流基本图模型,并进行对比分析,发现基于浮动车速度的交通流基本图模型能够更加真实的反映城市道路的交通流特性。接着,利用同一等级道路多个断面的平均流量及对应路网浮动车速度构建了各等级道路交通流基本图模型。根据交通流特征参数进行对比,定量分析了各等级道路交通流特征的差异。然后,基于北京市实测数据,建立了北京市西城区、东城区、海淀区、朝阳区、丰台区加权流量、加权密度、平均速度两两之间的关系图,并基于Van Aerde四参数单一结构模型进行了参数标定,完成了北京市部分区域宏观基本图模型的构建,并基于宏观基本图对各区域路网性能进行了对比与评价。最后,选取北京市低排区限行政策为模型应用案例,根据方案实施前后快速路、主干路、次支路流量的变化,利用前文构建的各等级道路交通流基本图模型,测算了方案实施后的速度变化情况和节能减排情况,对方案实施效果进行了评价,表明所建模型可以用于路网宏观交通政策的实施效果的评价。