本发明公开了一种基于层次强化学习的微观交通流预测系统，其包括：车辆行驶风格层次预测模块，用于根据目标范围内每辆车辆的行驶状况信息集合采用强化学习模型评估车辆的行驶风格，获得车辆的行驶风格属性，所述车辆的行驶风格属性用于评价车辆行驶平稳或激进的程度；车辆驾驶行为层次预测模块，用于根据车辆行驶风格层次预测模块输出的含有车辆的行驶风格属性的结构化车辆信息，采用强化学习模型，预测特定车辆的加速比、以及变道到各车道的变道概率。本发明将复杂的交通流预测问题分解为对驾驶员及车辆特性分布的预测及对车辆行为的预测这两个层次，实现精准预测特定路段和时段的交通流预测。