随着社会的进步和经济的发展,汽车的保有量逐年增加,交通拥堵、交通事故以及交通环境污染等问题也日益加重。深入研究交通流稳定性理论,对交通流特性的分析、交通堵塞的产生分析与控制方法、提高车辆通行的安全性以及增加道路通行量等方面的研究都具有重要意义。此外,随着车联网技术的不断发展,车辆驾驶员不仅可以对当前自身车辆的车辆信息进行实时的了解,借助车联网技术还可以实时了解道路上其余车辆的信息。因此,将传统的交通流理论和车联网技术结合起来,在车联网环境下,建立适合车联网环境的车辆跟驰模型,并对交通流进行有效组织调节,这对于预防和缓解道路交通拥堵、提高路网运输安全及效率具有较为重要的意义。基于此,本文在现有的交通流理论和交通拥堵抑制方法的基础上,针对当前交通流稳定性分析和控制方面存在的问题,以车辆跟驰模型为研究对象,结合传统的交通流理论并将复杂网络的同步控制思想应用到车联网技术,在现有传统控制方法的基础上提出新的控制方法,在车车通信的环境下,系统地研究不同因素下的车辆跟驰模型的稳定性及其控制问题,从根本上了解交通拥堵的成因和交通拥堵的演化机理,尽可能的解决交通拥堵问题。主要工作如下:(1)对国内外的一些相关文献进行全面分析和总结,并对交通流稳定性及其控制方面的研究成果及研究现状进行剖析,同时指出目前交通流稳定性研究中存在的不足之处,以此为基础引出本文所要研究的主要内容。(2)详细阐述了车辆跟驰模型的相关理论、研究现状以及复杂网络的基本知识,并对BA无标度网络、带有时滞的复杂网络和带有时变时滞的复杂网络的同步理论进行了分析,深入探讨网络的自适应同步的准则。(3)在车联网环境下,针对优化速度模型和考虑前后车效应的车辆跟驰模型,基于复杂网络同步控制理论,分别提出适当的控制策略使得模型趋于稳定,并基于复杂网络自适应H_?同步控制理论,在车辆受到随机外部扰动的情形下研究模型的稳定性及其控制问题。(4)考虑车辆行驶过程中驾驶员的鸣笛行为以及多前车速度信息影响,提出鸣笛环境下考虑多前车信息的多速度差车辆跟驰模型和鸣笛环境下同时考虑驾驶员性格特性和多前车影响的车辆跟驰模型,基于复杂网络的同步控制理论,分别研究模型的稳定性及其控制问题,深入探讨考虑多前车速度信息影响下鸣笛效应和驾驶员性格特性对交通流稳定性的影响。(5)考虑外界环境和生理因素所诱发的驾驶员在处理前方车辆变化信息和采取应对措施之间存在时间滞后,基于节点具有时滞的复杂网络同步控制理论,研究驾驶员的反应时间存在滞后时间的时滞车辆跟驰模型的稳定性及其控制问题,分析驾驶员的延迟时间对交通流稳定性的影响。此外,考虑到在调整车速时驾驶员不仅仅只依赖于本车和前车的车间距,同时本车的车速还会受到后车的影响,同时考虑前后车效应以及驾驶员的反应时间存在滞后时间,提出了考虑前后车影响的时变时滞最优速度车辆跟驰模型,并基于节点具有时变时滞的复杂网络同步控制理论,研究该模型的稳定性及其控制问题。(6)在双车道情况下,针对具有横向干扰的双车道优化速度模型和基于驾驶人特性的双车道车辆跟驰模型,基于复杂网络的聚类同步理论,通过设计适当的控制器使得双车道车辆跟驰模型趋于稳定。在车辆受到随机外部干扰的情形下,利用具有外部扰动的复杂网络自适应H_?聚类同步理论,研究外部扰动情形下双车道车辆跟驰模型的稳定性,详细分析不同的驾驶员性格特性对双车道交通流稳定性的影响。本文在总结交通流稳定性最新研究成果的基础上,分析了交通流稳定性及其控制研究中存在的问题和不足,探索并提出在车联网环境下基于复杂网络同步控制思想的交通流稳定性控制理论,为车联网技术在交通流稳定性领域的应用提供一定的理论基础。文章的研究成果对人们认识交通拥堵的形成过程以及鸣笛效应、时间延迟和驾驶员自身特性对交通流稳定性的影响有一定的促进作用,同时也极大地丰富了交通流稳定性及其控制方面的研究成果。本文设计的控制算法能为设计智能驾驶系统提供一定的理论指导,得到的结论可以为预防和控制交通拥堵提供理论依据。