随着科技的进步,近二十年是世界交通运输现代化快速发展的时期。高速公路作为交通运输业的重要组成部分,其发展也十分迅速。然而,我国由于机动车保有量逐年上升,居民出行增加,导致近几年高速公路交通拥堵频发。因此,探索交通拥堵的内在机理,掌握拥堵的后续演化过程,对于高速公路管理部门制定合理有效的管控策略具有重要意义。因此,本文依托江苏省交通运输科技与成果转化项目“面向高速公路网交通拥堵预测的交通流动态仿真技术研究”,从实测江苏省典型高速公路数据出发,分析拥堵产生及消散过程的动态演化规律,通过构建拥堵动态扩散预测模型,对拥堵发生的后续交通变化进行预测,为制定高速公路管控策略提供支持。研究首先从交通拥堵特征进行出发,对交通流基本参数进行简单概述,提取拥堵产生时交通参数的变化,合理量化交通拥堵程度,分析不同成因造成的拥堵差异。其次,针对后续研究所需数据,规范了数据要求,对采集的江苏省高速公路数据进行筛选,最终选择苏嘉杭高速公路采集数据。然后根据数据自身存在的问题,选择合适的方法对源数据进行后续平滑与修补处理。再次,以微观跟驰模型为基础,改进了已有跟驰模型,构建了基于LWR模型和新动力学模型的拥堵动态扩散预测模型,对比构建的预测模型与已有模型对高速公路拥堵的预测效果。最后,基于构建的拥堵扩散预测模型,采用实测数据进行了高速公路拥堵仿真,同时对模型的预测效果进行探讨,指出检测器布设间隔和预测时间是影响预测精度的外在因素。