交通流理论是分析和研究机动车、非机动车和行人在道路上的运动规律,以减少出行延误和事故、提高道路交通设施使用效率的理论。它可以帮助理解和表达交通流的属性。交通流理论运用分析的方法来解释交通现象的机理,有助于我们更好地理解交通现象及其本质。只有从根本上解释交通拥堵的原因,才能从源头上采取有效的交通管制措施,为经济、环境和民生的发展提供一条可持续的道路。交通振荡是交通流的一个重要特征。它指的是在交通流中的车辆反复进行加速和减速运动,而不是保持稳定的驾驶状态。交通振荡将导致通行能力下降,驾驶不适,引发额外的油耗、排放和污染,并带来更多的安全隐患。以往观点认为,交通振荡通常在道路瓶颈与匝道处形成,然而最近的实验表明,即使没有瓶颈和车道变换,车流也可能自发的出现交通振荡。利用系统科学的相关方法,可以帮助我们更好地研究个体与系统的关系,从系统和整体的角度探讨交通振荡演化与抑制的机制,揭示交通振荡演化过程中存在的客观规律。从而可以更好地理解交通现象及其本质,解决交通拥堵,提升驾驶的安全性,并为交通工程建设提供理论依据。在此背景下,本文从系统科学的角度,主要利用系统论、控制论、信号处理等方法对交通振荡演化与抑制进行了理论分析,开展了大规模的实验研究并进行了仿真模拟。具体来说,本文的主要内容可以概括如下:（1）基于随机线性跟驰模型开展了头车变速运动情形下交通振荡演化的理论分析。前人提出的随机线性跟驰模型仅考虑了头车匀速运动条件下的情况。本文将头车速度扩展到了变速的情况,得出了不同头车运动模式下速度标准差的解析表达式。分析结果表明:如果相对应的确定性跟驰模型是稳定的,则随机线性跟驰模型产生的速度标准差将收敛到一个常数,该常数取决于随机性强度,与头车运动模式无关;交通流振荡的幅度可能单调增加或非单调变化,这取决于头车运动模式。（2）开展了头车变速运动情形下交通振荡演化的实验,对实验结果进行了分析,通过实验数据对模型进行了仿真模拟。在头车变速行驶的车队跟驰实验中,车队的第一辆车被指示进行加速或减速运动以控制速度振荡的频率和幅度,从而可以更清楚地观察到交通振荡的演化规律。通过观察时空图中条纹变化可以发现:在某些实验中发生了振荡波的自发形成、传播与发展,车辆速度标准差呈凹增长;在某些实验中,振荡波则发生了弥散。本文为了更好地解释这种现象而引入了频率中心的概念,发现频率中心下降对应着振荡波的生成,频率中心增加则对应着振荡波的弥散。通过实验数据对确定性跟驰模型与随机性跟驰模型进行了参数标定与仿真模拟。（3）开展了基于限速的交通振荡抑制实验,针对实验结果提出了对二维智能驾驶员模型（two-dimensional Intelligent Driver Model,2D-IDM）的改进,对改进模型进行了标定与仿真模拟。为了排除干扰因素,我们开展了头车匀速运动条件下基于限速措施的车辆跟驰实验,该实验可以控制外生振荡并进一步研究内生振荡的演化与传播特性,结合仿真模拟对限速措施下交通振荡的演化特性及抑制机理进行了揭示。研究结果表明,在2D-IDM模型下提出的限速机制能够使得仿真结果与实验结果相符合;相较于该非线性随机模型,线性随机模型对于描述交通振荡的生成的具有一定的局限性。