交通流理論是研究交通流隨時間和空間變化規(guī)律的模型和方法體系，它是交通規(guī)劃、道路與交通工程設(shè)計搏讶、交通控制與管理等科學(xué)技術(shù)工程領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)洼畅。
在交通流理論中吩案，反應(yīng)交通流特征的主要三個參數(shù)是：流量、速度和占有率（密度）
- 流量是指在單位時間內(nèi)帝簇，通過道路某一點徘郭、某一截面或某一條車道的交通實體數(shù)（車輛數(shù)）
- 速度分為瞬時速度和平均速度
瞬時速度：車輛通過道路某一點時的速度
平均速度：（1）時間平均速度；（2）區(qū)間平均速度丧肴；（3）時間平均速度和區(qū)間平均速度的關(guān)系 - 密集度
占有率：車輛的時間密集度残揉，就是在一定的觀測時間T內(nèi)，車輛通過檢測器時所占用的時間與觀測總時間的比值芋浮。
密度：車輛的空間密集度冲甘，就是某一瞬間單位道路長度上存在的車輛數(shù)
關(guān)于交通流模型的研究主要分為三大類型：基于連續(xù)性描述的流體力學(xué)模型、基于概率統(tǒng)計描述的氣體動力論模型、基于微觀離散描述的跟馳模型和元胞自動機模型等江醇。這三類模型從物理的角度來看濒憋，可分別認(rèn)為是宏觀模型、介觀模型和微觀模型陶夜。
- 交通流的流體力學(xué)模型
交通流的流體力學(xué)模型將交通流視為由大量車輛組成的可壓縮連續(xù)流體介質(zhì)凛驮，力圖以車輛的平均密度，平均速度
条辟，交通流量
等宏觀量來刻畫車輛的平均合作行為黔夭。流體力學(xué)模型在推動交通流理論的發(fā)展過程中，起著非常重要的作用羽嫡，其中主要的模型有LWR模型本姥、Payne模型等。
- 交通流的氣體動力論模型
研究交通流時不能忽略車輛的個體行為對交通流的影響杭棵，個體行為不同會帶來不同的集體運動行為婚惫。
主要思想：把每一輛車用一個粒子來表示，那么交通流就被視為由許多相互作用的粒子構(gòu)成的氣體魂爪。借鑒于氣體運動的統(tǒng)計物理描述方法先舷，引入粒子分布函數(shù)，建立類似的Boltzmann方程滓侍，通過對Boltzmann方程逐級求解蒋川，就可以得到宏觀交通流的連續(xù)模型。 - 交通流的跟馳模型
跟馳模型中將交通流處理為分散的粒子組成撩笆，以單個車輛作為描述對象捺球，通過研究單個車輛的前后作用，來了解交通流的特性夕冲。
（從力學(xué)觀點來看懒构，它實際上是一種質(zhì)點系動力學(xué)模型）
假設(shè)車隊中的每一輛車必須與前車保持一定間距以免發(fā)生碰撞，后車的加速或減速取決于前車耘擂，考慮車輛對刺激的反應(yīng)滯后效應(yīng)以及車輛運動的隨機性，每輛車的運動規(guī)律可以通過跟馳模型的微分方程來描述絮姆，求解這類微分方程可以確定車流的演化醉冤。
實測數(shù)據(jù)表明，駕駛員對前方車距變化會發(fā)生延遲的反應(yīng)從而產(chǎn)生小擾動篙悯，小擾動沿車流上游傳播蚁阳，經(jīng)過一定程度的放大后，引起暢行車輛的不穩(wěn)定鸽照，這個不穩(wěn)定性造成交通"擠壓"螺捐，導(dǎo)致局部區(qū)域車輛密集，阻塞就由此形成。因此定血，分析跟馳模型的穩(wěn)定性條件是相當(dāng)重要的赔癌。 - 交通流的元胞自動機模型
交通流元胞自動機模型彌補了跟馳模型（難以進(jìn)行大規(guī)模交通網(wǎng)絡(luò)的計算機仿真）和流體模型（忽略了單個車輛的特性，得到的信息不完全）的這些缺陷澜沟。
交通系統(tǒng)從本質(zhì)上屬于離散的非線性動力系統(tǒng)灾票，因此，用元胞自動機模型來描述比較合適茫虽，可以高效地在計算機上進(jìn)行仿真刊苍，特別適合仿真由交叉口動力學(xué)行為控制的城市密集交通網(wǎng)絡(luò)以及高速公路的動態(tài)行為。
最有影響的元胞自動機交通模型是NS模型濒析、FI模型和BML模型正什。
一維交通流元胞自動機模型（NS模型）
真實反映絕大多數(shù)交通現(xiàn)象，可以較好地再現(xiàn)高速公路車輛運動暢通和阻塞形成的基本特征号杏，適合實時在線工作婴氮。
二維交通流元胞自動機模型（BML模型）
適用于城市道路交通網(wǎng)，描述二維交通網(wǎng)動態(tài)行為的一個簡化模型馒索。
- 對于宏觀的流體力學(xué)模型便于直觀上把握交通流的整體特性莹妒，在簡化的情況下容易得出解析解，給出交通流的基本行為绰上；但是缺乏考慮各種真實交通條件的靈活性旨怠，不容易弄清楚產(chǎn)生交通流復(fù)雜行為的機制。
- 對于微觀的跟馳模型和元胞自動機模型蜈块，在建模時可充分考慮車輛鉴腻、人員、道路的特點百揭，靈活適應(yīng)各種交通條件的變化爽哎，容易在計算機上進(jìn)行仿真，通過仿真結(jié)果可看出產(chǎn)生復(fù)雜行為的機制器一；但是微觀模型 中與駕駛員相關(guān)的參量有很大的主觀性课锌，目前無法與實測的物理量建立聯(lián)系，不容易進(jìn)行解析分析從而把握交通流的整體行為祈秕。
- 對于介觀模型的氣體動力論模型渺贤，其特點則介于宏觀模型和微觀模型之間。
總結(jié)
? ? ? 交通流模型作為估測評價密度K请毛、速度V志鞍、流量Q交通流三要素基本關(guān)系的重要手段之一。目前主要分為三大類：由流體動力學(xué)引申的宏觀模型方仿、由氣體動力學(xué)引申的介觀模型和由"自驅(qū)動"粒子定義引申的微觀模型固棚。而微觀模型大多是以跟馳模型和元胞自動機（CA）模型為主的统翩。
? ? ? 針對混合交通流，大多研究采用了元胞自動機模型和車輛跟馳模型此洲，也有少量研究應(yīng)用氣體動力學(xué)模型厂汗。
混合交通流：由行人、非機動車和不同性能的機動車構(gòu)成的交通環(huán)境黍翎。/由自動駕駛與手動駕駛構(gòu)成的混合交通流環(huán)境（目前研究趨勢）面徽。
