交通流元胞自动机(cellular automata，简称CA)模型是90年代涌现的交通流新的动力学模型，它的出现和发展为交通流理论研究提供了一种新的方向，为交通流动力学理论中的系统整体行为与复杂现象的研究提供了一个有效的模型工具。本文在分析交通流理论模型如排队论模型、车辆跟驰模型以及流体动力学模型的基础上阐述了交通流元胞自动机模型，从一维和两维两个方面入手，对比分析了NS模型和FI模型，并从其模型规则和模拟结果分析了交通流元胞自动机模型可研究的方向。通过分析实际道路交通流中前导车驾驶停车行为对跟驰车辆运动有一定的影响，在随机慢化FI模型的基础上提出了一种改进型模型，即在随机慢化FI模型的加速规则中引入了跟驰车辆慢起动概率，这种模型称为跟驰车辆慢起动模型，用VB6.0编程得到跟驰车辆慢起动模型的交通流基本图，分析对比随机慢化FI模型，跟驰车辆慢起动模型模拟得出的数据结果更接近于实际的交通流。考虑到实际情况，模型采用开放边界条件更为合理，通过改变跟驰车辆慢起动模型的边界条件，建立了一种开放边界条件下的跟驰车辆慢起动模型，分析了车道流量，车辆密度，以及车辆平均速度受边界条件以及车辆随机刹车概率的影响。研究了跟驰车辆慢起动CA模型应用于高速公路雾天管理，综合分析雾天不同能见度的车速和流量，结合元胞自动机模拟出的不同能见度下车辆的安全间距和控制的安全速度，为交通管理部门提高高速公路的通行能力提供了一个较好的管理控制依据，这对高速公路管理部门在雾天能见度低的情况下对高速公路雾天气候状态下的管理具有较大的意义。