伴随着城镇化和机动化的快速发展,城市交通拥堵问题已经由节点、干线扩展至整个路网,区域交通信号控制对改善城市交通日益重要。基于“缓进快出”的控制策略,通过边界交叉口控制调节拥堵区域的出入流,缓解拥堵区域的交通状态,是区域控制的有效手段。宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram,MFD)是路网的固有属性,它提供了宏观层面的交通流性能的全局视图,可反应整个区域路网交通量与路网运行水平的普遍关系,是区域交通流量、密度、速度间的关系或车辆总运行距离和运行时间的关系。鉴于此,本文以基于MFD展开了区域边界交通信号控制方法的研究,主要包括以下四个方面研究:1)以区域作为控制对象,了解区域交通流模型是研究的前提。本文以MFD为研究模型,梳理MFD的研究现状并展开了 MFD新的研究。一是以路段长度和路段车道数乘积为权重计算区域加权流量和密度;二是建立不同数据源下MFD模型,证明MFD在城市路网中的存在性;三是提出状态比评估MFD的对区域状态判别的可靠性和不同数据源下MFD的差异性;四是探究构建区域MFD对检测器布设覆盖率的要求。2)阐述区域边界控制策略。首先介绍区域边界控制的适用条件,控制相位,触发和结束条件。之后,引入反馈机制,比例调节和积分调节(ProportionalIntegral Controlle,PI)控制器将状态距离转化为信号配时方案,通过调整绿信比调节区域流入量。3)考虑边界交叉口饱和度和OD信息,调整关键交叉口的绿信比压缩量。同时为了边界控制不会引起新的拥堵点,造成瓶颈,在边界控制时考虑上游交叉口联动控制。4)实际区域进行仿真验证。以青岛市南区核心区域为研究对象,采取基于MFD的区域边界交通信号控制策略。对比控制前后区域内车辆的平均延误,平均停车次数、平均速度,结果表明区域边界控制可以缓解区域拥堵状态,提高区域整体通行能力。