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基于宏观基本图的城市路网交通状态判别与监控宏观基本图（MFD）速度密度流量关系日本横滨肯尼亚内罗毕宏观基本图监控rban Road Network Traffic State Identification and Monitoring Based on Macroscopic Fundamental Diagram Fujian Wang, Wei Wei, Dianhai Wang, Hongsheng Qi (Institute of Transportation Engineering, College of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University, Hangzhou 310058) Abstract: The macroscopic fundamental diagram (MFD) reflects the relationships among the average velocity V, the average density K, and the average flow Q of the urban road network traffic. The macroscopic fundamental diagrams of San Francisco, Yokohama and Nairobi show that Q-K curve is approximately a quadratic parabola, and can be fitted with a quadratic parabola. Then V-K curve is linear, Q-V curve is a quadratic parabola, which is similar to Greenshields Model. Using V or K, the network traffic state can be divided into five levels: free flow, steady flow, unstable flow, restrict flow, and forced flow. The perimeter control strategy can be implemented for the congested area to monitor the network traffic state, mitigate congestion, and improve overall traffic operational efficiency. Keywords: Macroscopic Fundamental Diagram, Urban Road Network, Traffic State, Traffic Monitoring 1 前言 对城市交通进行判别不仅能够给出行者提供实时的道路交通状况信息，利于出行者做出出行选择的决策，还能够给交通管理者提供科学的管理依据，缓解交通拥堵。 [1]。日本道路公团从交通拥堵在时间和空间的分布状态出发，提出了道路交通拥堵评价指标，包括行程车速、排队长度和拥堵持续时间。 在《城市道路交通管理评价指标体系（2008年版）中[]，城市交通状况由交叉路口的阻塞率和高峰时段建成区主干道平均车速来衡量。其中交叉路口阻塞率表示为建成区主干道上周期性严重阻塞路口数量占主干道交叉路口总数的比例，划分为五个等级；高峰时段建成区主干道平均车速表示为早高峰时段建成区主干道上机动车的平均行程速度，划分为五个等级，不同规模的城市划分的阈值有所差别。 北京市地方标准《城市道路交通拥堵评价指标体系》征求意见稿[]，等级判断是基于单个交叉口或是主干道路段的堵塞情况得到的，不足以代表整个路网的状况，等级的划分也缺乏系统性，。为了能够更为直观反映交通状况，应该从网络交通基本特性入手，寻求网络交通密的关系，根据这些参数的变化规律判断交通状态。当交通需求情况稳定时，长度较长的均匀道路上的交通流展示了平均流量和平均密度之间的稳定关系，表述两者关系的图被称为基本图（Fundamental Diagrams，FD）。最近研究表明，城市区域范围的路网交通流的规律也会像传统基本图一样，这里称为宏观基本图（Macroscopic Fundamental Diagrams，MFD）[~10]。宏观基本图是道路网络的基本属性，任意规模的路网都拥有自己的宏观基本图。通过确定网络的MFD可以得到网络基本参数之间的关系，更为科学了解网络交通流变化规律，制定出合理的拥堵等级划分方法。宏观基本图宏观基本图Geroliminis和Daganzo（2008）利用日本横滨