交通系统是一个动态的复杂系统,路网交通状态在时间和空间上均会产生变化。传统的控制方法往往针对某一固定的交通控制子区,没有考虑拥堵传播所导致的控制子区范围的变化,具有一定的局限性。本文依托于国家自然科学青年基金项目“基于时空检测的拥堵交通网络本征提取及快速疏散算法研究(No.61304195)”与安徽省自然科学基金资助项目“拥堵交通网络空间态势转换机理及其快速疏散研究(No.1408085QF111)”,基于宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram,简称MFD)理论,提出了城市区域动态拥堵区边界控制方法,主要内容包括以下几点:首先,考虑到传统动态子区划分方法在重计算过程中计算量过大,基于相似度理论,应用合并影响度和联合合并影响度两个概念,对不均匀交通子区进行重新划分,以适应动态边界控制需求。其次,基于交通波理论,以初始时刻的拥堵区边界交叉口为研究对象,通过分析排队长度来研究边界交叉口处拥堵状态的变化,并将边界交叉口分为三种类型:输出型趋势、输入型趋势和通过型趋势。进行分析由于交通拥堵扩散或消散状态影响而导致的交通拥堵区边界范围变化趋势,并用拥堵区内的路段总长度来衡量交通拥堵区的范围大小。再次,考虑拥堵区边界变化导致的MFD形状的改变,形成以拥堵区路段长度、交通流密度、路网旅行完成率为自变量的3D-MFD。在此基础上,将滑模变结构控制应用到拥堵区边界控制,实现对拥堵区的控制作用。最后,以实际的城市路网进行案例分析,通过对比无边界变化下的PI控制方法、考虑边界变化的PI控制方法和动态拥堵区边界控制方法(SMCDB)进行对比,分析路网累计车辆数、完成率、延误和燃油消耗指标等。结果表明,SMCDB方法在四个指标上都较前两种方法更好,因此该方法可以有效的提高网络运行效率,缓解交通拥堵状态,避免出现局部的过度拥堵。