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申请/专利权人：交通运输部路网监测与应急处置中心;交通运输部公路科学研究所

摘要：本发明实施例公开了一种基于分布式观测器的高速路网运行态势估计方法，包括：根据高速路网各子系统间的互联关系，确定高速路网交通状态的动态模型，其中，所述交通状态包括交通流密度；在所述动态模型为开环系统的情况下，构建高速路网交通状态的分布式闭环观测器，其中，所述分布式闭环观测器由分布在各子系统的各观测器构成，各观测器用于根据当前估计误差对各子系统未来的交通状态进行估计，所述当前估计误差为观测器所估计的当前交通状态与真实的当前交通状间的差异；利用各子系统的感知设备测量各子系统在任一时刻的真实交通状态，由各观测器根据各测量的真实交通状态对各子系统未来的交通状态进行估计。

主权项：1.一种基于分布式观测器的高速路网运行态势估计方法，其特征在于，包括：根据高速路网各子系统间的互联关系，确定如下的高速路网交通状态动态模型： 其中，各子系统包括至少一个路段，xt和xt+1分别表示各子系统在t时刻和t+1时刻的交通状态，所述交通状态包括交通流密度；ut表示各子系统在t时刻的交通需求；yt表示各子系统在t时刻的测量输出；表示各子系统的解耦块矩阵，用于表征各子系统内部交通状态的传递规律；表示各子系统间的互联项，为根据各子系统间交通状态的传递规律构建的已知矩阵；Bσt用于表征各子系统的交通需求对交通状态的影响；C用于表征各子系统的测量输出与交通状态间的关系；Fσt表示仿射项；在所述动态模型为开环系统的情况下，构建如下的分布式状态观测器： 其中，和分别表示各观测器所估计的各子系统在t时刻和t+1时刻的交通状态；Kσt表示待确定的观测器增益矩阵；将所述分布式状态观测器的估计误差系统表示如下： 其中，et和et+1分别表示观测器对t时刻和t+1时刻交通状态的估计误差；根据所述估计误差系统和估计误差收敛的闭环观测器设计原则，求解所述观测器增益矩阵，并代入公式4得到高速路网交通状态的分布式闭环观测器，所述分布式闭环观测器由分布在各子系统的各观测器构成；利用各子系统的感知设备测量各子系统在任一时刻的真实交通状态，由各观测器根据各测量的真实交通状态对各子系统未来的交通状态进行估计。

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