该文进行了基于自组织(Self-organization)理论的交通流及其管控研究.第一,对现有交通流理论进行了全面评述,重点指出传统交通流理论-跟弛理论(Car Following Model)和流体动力学模型存在重大缺陷.基于此,该文提出了基于自组织理论的交通流及其管控研究框架,并进一步探讨了基于自组织理论进行交通流研究的可行性和合理性;第二,从交通流自组织实例,以及交通流元胞自动机(Cell Automation)模拟和仿真结构说明交通流中存在并可以形成自组织;进而对交通流自组织(包括交通流耗散、相变、协同)进行了理论分析和数学描述;第三,对交通流自组织行为进行了研究,提出了一个不同于跟弛模型的行驶速度变化自组织模型-Pitch-Folk分支模型,该模型包括微观上基于个体效用和环境约束的行驶速度变化分支模型,以及宏观上交通流平均车速分支模型.进一步地,对宏观上交通流路线选择行为进行考察,提出了实时交通信息条件下的交通流路线选择行为模型,并分别对上述模型进行了稳定性分析和随机扰动分析;第四,对交通流自组织特性进行了研究,并侧重于交通流分形特性(Fractality)的探索;第五,在以上理论和实证研究的基础上,基于自组织理论对交通流管进行了应用性研究;最后,作为总结,给出了该文所有重要研究结论,并对今后的研究前景进行了展望.