基于多类型交通传感器的系统可观测性分析

摘要

为了研究实际路网中的交通传感器的优化布设,以及提高现有不同类型传感器的综合利用效率,进而解决交通系统的可观测性问题,为交通路网的优化控制和状态估计奠定基础。首先以城市快速路为例建立了交通网络的宏观交通流模型,并在传统只有单一类型传感器对应的输出方程的基础上,考虑了多种类型交通传感器存在的情况,构建了一系列输出方程完成了新的交通流模型的建立。其次,基于新的交通流模型,提出了输出矩阵的设计方法,并分别对单一类型和多种类型交通传感器并存的情况,完成了系统可观测性的研究及传感器的优化布设。最后,以一段城市快速路为例对所提出的算法进行测试,验证了可观测性分析算法的有效性。本文提出的系统可观测性算法是基于交通领域常用的线圈、GPS和视频等多种常用的交通传感器共存情况的研究,而不仅仅是传统的单一类型传感器的研究,其方法具有广泛的覆盖性和较强的代表性,因此本文所提出的系统可观测性分析算法具有广泛的实用性,是交通传感网络优化布设重要的理论基础,为交通网络系统的优化控制和路况预测提供了重要的依据。