随着汽车产业和无线通讯技术的发展,车载自组网(Vehicular Ad Hoc Networks,VANETs)已经成为了一个广泛研究并且前景广阔的领域。与传统的有线网络不同,VANETs中的车辆配备了通信设备从而允许它们之间(V2V)以及和路边的基础设施(V2I)之间进行通信,所以在VANETs中的车辆通过彼此间交换信息可以获得一定范围内的周围道路的车流信息并且这将会对移动产生一定的影响,从而影响到整个网络中的交通拥塞产生以及传播情况。交通拥塞现象是影响日常的交通网络系统中的一个主要因素,因为交通拥塞现象的产生会导致日常的出行时间延长、车辆速度减缓、出行体验大打折扣。另外当某一条道路中的到达的车辆数目过多,道路的实际负荷已经不能及时的将车辆周转出去,那么就会引起这条道路上的车辆移动缓慢,甚至出现停滞的现象。同时,一条道路发生了拥塞会影响其周围道路的车辆的移动,即其他的相邻道路也会发生拥塞,那么拥塞现象就会在整个交通网络中传播开,严重影响整个交通网络的性能。在VANETs中,通信半径、车流密度、交通信号灯,以及车辆的移动策略(例如时间最短,距离最短,费用最省等)的不同,会对整个系统中的交通流拥塞现象起到一定的影响。但是在以往的VANETs中交通拥塞的研究中,大多数只考虑到某一个因素对于交通拥塞现象的影响,缺乏综合化的对比,并且一些研究人员认为大的通信半径会有利于更多数量的车辆之间彼此间交换信息,因此有利于减缓交通拥塞现象的产生以及传播,但是目前为止对于交通拥塞和通信半径却没有一个确定性的理论模型的推导。本文以VANETs中互联车辆(Connected Vehicles)为基础,即每个车辆都可以获得一定范围内的其他车辆的位置信息,通过以下两个方面对交通流拥塞进行理论建模分析以及仿真:(1)在时间偏好和空间偏好两种策略下考虑不同因素对于交通流拥塞的影响,这些因素包括:交通灯、移动模式、车流密度以及通信半径等。本文将实际的交通网络通过一定的步骤抽象成晶格系统,并且引入一些相似的概念来模拟实际的车辆移动过程。在交通流拥塞分析模型中采用两种现有的优化算法来对比分析车-车通信对于拥塞传播过程的影响。(2)在晶格系统中定量化地推导出交通流拥塞和通信半径的理论模型。因为交通拥塞可以通过系统中的车辆的平均速度的快慢来进行反映,即速度越快,代表交通拥塞现象越轻微,而速度越慢代表拥塞现象越严重,因此我们推导出速度和通信半径的理论模型,从而进一步推导出交通流拥塞和通信半径的定量化关系。在推导理论模型的过程中我们采用介数和排队论的有关知识来做假设和进一步的分析,使得推导过程清晰严谨,有效地保证了模型的正确性和合理性。通过在仿真软件Matlab上运行本文所提出的理论模型以及相应的移动规则,预想的结果都得到确认。实验结果表明交通灯、车流密度、移动模式以及通信半径对于交通流拥塞都会产生一定的影响,但是通信半径对于拥塞的影响却并如同预想的那样,即当拥塞半径达到一个最优值以后拥塞值最小,但是当通信半径继续增大时,拥塞值反而会变大,这说明通过寻找一个理想的通信半径可以改善拥塞情况。对比已有的交通拥塞改善算法,我们发现VANETs中车-车通信过程可以进一步的提高车辆的移动速度从而达到减缓拥塞的目的,因此,本文有利于帮助理解VANETs中的交通流拥塞产生以及传播的过程。