我国城域交通拥堵的重要原因之一是道路上机动车、非机动车、行人各种交通流混合行驶。通过自行车流建模研究,建立符合自行车流特性的模型,对混合交通流微观仿真建模,以及城市交通管理、交通流组织、交通安全都有非常重要的意义。本文通过对自行车流特点的研究和分析,主要完成了自行车流的微观和中观建模、以及广义元胞自动机建模,取得如下研究成果：(1)结合实际自行车自由流的速度正态分布曲线和速度密度关系的三角分布的基本特征,提出自行车的实际速度是理性速度和期望速度综合作用的观点,并确定其影响力关系式,将这一观点引入原有元胞自动机(CA)模型,建立符合实际情况的基于期望速度的自行车流CA微观模型。(2)根据自行车流的成群行驶的现象建立反映自行车群体行为的Group-Unit中观自行车模型,能够体现自行车群的合并分裂现象。并提出微中观模型切换方法,从而建立自行车流微中观混杂模型,使其满足不同层次的模型精度需求。(3)为了增加微观模型的可扩展性,提出全新的广义元胞自动机建模理论。该模型使用分层结构的模型框架,采用车辆决策矩阵的位置计算方法,将复杂的位置抉择问题转化为概率求取。以路段自行车流为例建立模型,对常规路段场景和堵塞场景分别进行仿真。(4)将车辆导航信息矩阵引入广义CA建模理论,建立广义CA的交叉口自行车流模型,对进口道的不同流量进行分析。(5)将平行异质元胞结构引入广义CA建模理论,建立广义CA混合交通流模型理论。以自行车与电动车的混合交通流为例建立模型,对混合比例和管理手段进行分析。