随着社会经济的发展，交通问题已经成为制约城市发展的瓶颈问题，交通拥堵、交通污染、交通事故已严重影响经济和社会的发展，甚至关系到社会的安定问题。为了更好地解决交通拥堵问题，人们进行了大量的交通调查和实测，发现了大量复杂的交通拥堵现象，应用统计物理、非线性科学和流体力学等学科的理论和研究方法，提出了各种各样的数学模型来研究交通拥堵问题，为交通预测、管理和规划提供科学理论指导。 本文针对交通拥堵问题，通过理论分析和数值模拟，对交通流元胞自动机模型的相变特性和交通流流体力学模型的应用进行了研究。主要工作如下： (1) 在交通流元胞自动机模型BJH模型的基础上，提出了考虑前车减速刹车状态对后车的影响的元胞自动机模型。数值模拟结果得到的基本图显示出较大的交通容量，接近于实测的交通容量，而且还显示出通行能力下降(capacity drop)这一复杂的实际交通行为。 (2) 通过位置相关函数、速度时空演化图、驰豫时间和序参量的计算，研究优先随机慢化对交通流的影响。计算结果得到了驰豫时间和序参量的标度关系和标度指数，结果发现与原始交通流NaSch模型不同，优先随机慢化将引起交通同步流，交通相变具有临界性，其标度指数属于确定NaSch模型类。 (3) 对单车道混合拥堵交通进行了研究，通过对车流不同初始条件的