城市化进程的加快以及机动车保有量的持续增加,使城市交通路网的拥堵问题日益严重。传统的交通管控手段大多以单路口或干道为主,在拥堵的城区路网控制中成效甚微,因此,合理的城市区域交通管控方法,能够有效缓解交通拥堵,提高居民出行生活质量。本文基于区域边界控制思想,利用MFD作为路网状态表征工具,提出了区域边界模糊PID控制方法计算边界控制参数,使得路网在近饱和或饱和状态时维持路网车辆数在临界拥堵值的邻域内变化,实现路网运行效率最大化。本文进一步提出了考虑边界控制参数的单路口信号配时改进方法,该方法兼顾了单路口信号方案设计的影响因素和宏观边界控制的要求,为宏观控制参数到微观信号配时转化提供了一种有效的途径。本文的工作重点是区域边界控制算法的设计与仿真系统的实现,具体研究内容如下:(1)建立分析区域路网车辆平衡方程,将区域内的车流类型分为可控车流和扰动车流,根据区域内部车流的产生和消散的随机性以及路口到达车流的不确定性,再结合MFD边界控制思想,提出采用模糊PID控制边界车流转移的方法,并介绍了控制器设计方法。(2)通过边界路口的车流类型以及单路口信号配时的流程的分析,提出了结合边界转移流量,对信号配时流程中设计交通量校正以及相位关键车流确定的方法,从而实现微观路口与宏观区域的协同优化。(3)介绍边界控制仿真系统的整体框架组成,借助Visual Studio 2017开发工具,使用C++以及C#两种开发语言分别实现边界控制算法的实现以及区域边界信号控制软件的开发。基于模糊PID边界控制算法和改进单路口配时方案算法的边界控制仿真系统运行结果表明:系统在边界控制参数计算以及单路口配时方案计算均能达到模拟实验的要求。