随着列车运行间隔的不断缩短,列车间相互作用、列车追踪运行、列车运行延误以及列车延误传播等轨道交通流现象对行车安全和线路通过能力的影响不断扩大。因此,建立能够描述轨道交通流复杂现象的模型,为研究现象产生机理、分析现象影响要素、降低恶性影响作用等提供有效的仿真工具,对提高列车运行的安全性和高效性有着重要意义。本文根据元胞自动机原理,对元胞自动机的基本交通流模型进行了分析,结合轨道交通的特点建立了基于元胞自动机的轨道交通模型。首先依据不同信号模式控制原理分别建立了四显示固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞的元胞自动机模型,模拟出三种闭塞方式下列车的实际运行效果,研究了列车发车时间间隔、发车策略、混合列车比例、混合列车发车次序对不同闭塞方式下列车延迟的影响；其次根据列车车站作业情况建立了多股道车站的元胞自动机模型,准确演示出列车在车站附近的运行行为,讨论了股道数目、站台限速、站停时间对列车延迟的影响；再次根据地铁列车折返作业情况首次分别提出站前折返、站后折返的元胞自动机模型,重现出真实的列车折返作业行为和特性,分析了折返限速、咽喉长度对不同折返作业方式下列车延迟的影响；接着引入列车牵引制动计算方法首次建立了变加速度的元胞自动机模型,实现了列车在某段线路上的实际运行特性,探讨了列车牵引距离和线路设计合理性的仿真结果；最后根据上述模型建立了基于元胞自动机的列车追踪运行仿真系统,实现了列车运行的直观动态显示,得到的速度、位移和时间关系的数值仿真结果均与实际情况相符,验证了模型和系统的有效性和实用性。