随着城市经济的快速发展,我国各大城市交通拥堵频发、严重影响城市交通通行效率。作为城市主干网络的城市干道,承担城市主要交通出行量,其交通效率的提升对于改善城市整体通行效率具有重要作用。本文针对城市主干道,采用交通流基本图理论方法分析干线交通运行状态并结合干线子区划分研究拥堵子区控制问题。论文主要研究工作和创新之处包括:(1)以城市干道交通流为基础,建立了城市交叉口基本图模型,分析了单点控制与协调控制对交叉口基本图模型的影响,并分析了基于传统交通评价指标与基于基本图的交通状态分析间的对应关系;(2)基于仿真数据建立了城市干道宏观基本图模型,描述城市干道交通状态宏观演化趋势,并分析了交叉口间距、信号控制方式与协调等因素对干道宏观基本图的影响;(3)在城市干道宏观基本图模型基础上,分析了干道协调路口数量的影响,综合考虑相邻路口间距、信号配时、车流离散性、饱和度、车速等指标,建立了协调路口关联度模型,对不同阈值取值情况下干道分区效果进行对比分析,并采用宏观基本图进行评价。进而基于干线子区宏观基本图模型,建立子区车辆输入输出模型并设计子区边界输入流的反馈控制律,通过仿真验证了本文方法的有效性。本文研究成果可为城市干线交通信号控制和管理提供新思路和新方法。