随着城市社会经济的发展,交通流量的增长与现有道路状况之间的矛盾日益突出,已成为制约城市经济发展的主要因素之一。因此,近年来交通问题受到了国内外专家的重视,提出了各种各样的交通模型用以研究交通问题。其中元胞自动机模型可以灵活地加以修改以考虑各种真实的交通条件并且可以有效的进行计算机实时仿真,它为交通流理论中的系统整体行为与复杂的非线性动力学现象的研究提供了一个有效的模型工具,因此受到了广泛的关注。本论文的主要工作由三部分组成：(1)解析研究了NS (Nagel-Schreckenberg)交通流模型,提出了一组密度转化方程,获得了平均速度和车流量与车辆密度在不同随机减速概率下的关系,并根据交通事故发生的条件获得了交通事故率的精确的平均场方程。并在此基础上研究了确定性NS模型中交通事故的各种稳定状态,给出了在各种稳定状态下的时空图,得到了交通事故与初始状态之间的关系。(2)在VDR (Velocity Dependent Randomization)交通流模型的基础上,提出更符合实际情况的混合交通流模型用以研究不同最大速度车辆混行系统的交通流特性。分析了慢车比例、减速概率以及最大速度限制等因素对交通事故的影响,通过解析分析得到了和计算机数值模拟相一致的结果。(3)根据一般情况下道路中“缺陷”的存在,提出了一种改进的交通流元胞自动机模型并研究道路上特殊路段对交通流的影响。计算机模拟结果显示,特殊路段导致整条道路出现明显的相分离现象,在交通流与密度的基本图中存在饱和交通流量,各个路段上的交通事故率也呈现不同的特性。通过分析得到临界密度、交通流量以及事故率的一些解析结果。这些结果不仅能为高速公路上交通管理提供有益的借鉴,而且具有一定的物理意义。