1、交通流和輸運現(xiàn)象是人類社會和自然界普遍存在的動力學過程，長期以來受到物理學家的廣泛關注。其中，頗具代表性且得到廣泛研究的是城市道路中的車輛交通流以及復雜網絡上的數(shù)據(jù)包輸運過程。一方面，隨著社會城市化進程的加劇，交通擁堵問題日益嚴峻，不僅給人們出行帶來了不便，而且對環(huán)境和城市健康發(fā)展造成了不可估量的影響。為此，物理學家對交通阻塞產生的原因進行了深入的分析，特別探討了在沒有交通事故條件下形成的自發(fā)交通擁堵現(xiàn)象，尋找引發(fā)交通擁堵的背后機制。另

2、一方面，隨著網絡尺寸和數(shù)據(jù)規(guī)模的增長，人們越來越關注網絡承載力以及網絡輸運效率的問題，因此更著眼于網絡結構和輸運策略對網絡容量的影響。針對以上兩個基礎問題，物理學家常從微觀層面出發(fā)，將研究對象抽象為簡單個體，根據(jù)其相互作用機制構建動力學模型，分析模型展現(xiàn)的宏觀性質是否與實際相符，從而為解決實際問題提出建議。
　　本文的主要內容分為兩個部分:第一部分利用微觀的元胞自動機模型研究車輛交通流，在傳統(tǒng)NS模型基礎上，考慮駕駛者的超車行為，

3、提出了NSOS模型，利用計算機模擬技術和平均場方法，對NSOS模型的基本性質進行分析，并討論在三相交通流理論框架下的同步流特征。第二部分對移動節(jié)點網絡輸運動力學行為進行研究，考慮了移動節(jié)點的通信半徑為異質的情況，研究在此條件下的網絡結構特征，并對數(shù)據(jù)包在網絡上輸運動力學特征進行統(tǒng)計分析。
　　具有創(chuàng)新性的研究工作如下三個方面:
　　1.基于NS(Nagel-Schreckenberg)模型，提出帶有超車策略的NSOS(OS，

4、Overtaking Strategy)模型。數(shù)值模擬結果顯示:(i)NSOS模型可以再現(xiàn)自發(fā)阻塞現(xiàn)象;(ii)相比NS模型，NSOS模型在高于最大流密度的區(qū)域提高了交通流。同時，利用諸如超車成功率、弛豫時間、關聯(lián)函數(shù)、序參量等方法對NSOS的相變（從自由流相到阻塞相）特征進行分析，發(fā)現(xiàn)NSOS模型在阻塞相具有與NS模型不同的行為，并且剎車概率是影響相變的主要因素。此外，利用平均場方法對NSOS模型進行理論分析，從理論上解釋了剎車概率對

5、相變行為起主要作用的原因。
　　2.在三相交通流理論框架下，進一步研究NSOS模型的同步流特性，分別討論周期性邊界條件和開邊界條件下的數(shù)值模擬結果。首先對NSOS模型的基本圖、時空圖以及速度時空分布圖所展示的同步流特征進行分析;隨后，為了進一步證明同步流的存在，對關聯(lián)（自關聯(lián)和交叉關聯(lián)）函數(shù)及每分鐘內交通流與局域車輛密度的關系進行研究，其結果證實了NSOS模型中同步流的存在，并解釋了NSOS模型中出現(xiàn)同步流的原因。
　　3.

6、基于移動節(jié)點網絡輸運模型，對移動節(jié)點通信半徑服從冪律分布的情況進行詳細的研究。通過對網絡結構分析，發(fā)現(xiàn)網絡出度分布服從冪律分布，入度分布服從泊松分布。數(shù)值模擬結果顯示:(i)存在臨界值Pc，當數(shù)據(jù)包生成率P小于臨界值時網絡處于自由態(tài)，高于臨界值時網絡處于阻塞態(tài);(ii)在自由流區(qū)域，平均遷移時間取值很小且不隨數(shù)據(jù)包生成率發(fā)生變化，而平均路徑長度隨著數(shù)據(jù)包生成率的增加而增大，且與交通意識參數(shù)h相關;(iii)節(jié)點通信半徑異質越強，網絡的輸