自行车与电动自行车混行是我国现状以及未来的非机动车流的主要特征。两者混行表现出了新的自行车交通流特性,使得自行车道的通行能力和服务水平需要重新计算。在进行自行车道设计时,首先要解决的问题是,在满足给定交通量的要求下,计算出符合一定服务水平的自行车道设计参数,如设计速度、宽度、隔离形式等。针对我国自行车道通行能力影响因素众多、缺乏大量实测数据的现状,利用仿真的方法进行混合自行车流下自行车道通行能力和服务水平的研究显得十分重要。论文对自行车的基本特性进行了调查和分析,构建了基于两步骤移动机制的混合自行车流多值元胞自动机模型。通过仿真,得出的结论有:电动自行车随机慢化对自行车通过量的影响要大于人力自行车;自行车道的通行能力随着电动自行车占比和有效车道数的增加而变大;两类自行车的速度差越大,对应的临界密度越小。其次从用户感受和车流的通行两方面考虑,将用户感知模型与混合自行车流多值元胞自动机模型相结合,提出了一种基于仿真的自行车道服务水平评价方法。用该方法对桂林市中山南路自行车道进行了服务水平评价,得出了五个等级的服务水平划分标准。对应的评价结果为D级,车流接近受干扰大的非稳定车流,用户骑行空间不足,骑行比较紧张。同时,得出了应优先按照C级服务水平进行车道设计的结论。最后以自行车道服务水平评价为依据,提出了基于仿真的自行车道设计参数的确定方法。并用该方法对桂林市的一条自行车道进行设计,在已知的交通出行特征和交通需求条件下,通过仿真计算出了符合C级服务水平的自行车道设计参数:设计速度为25km/h,净宽度为2.54m～2.60m,采用绿化带隔离。混合自行车流多值元胞自动机模型的构建,为混合自行车流的交通特性和自行车道通行能力、服务水平的研究提供了更好的方法。进而,为自行车道设计速度、隔离形式和宽度的确定提供了新思路。