[发明专利]基于分布式传感信息的道路断面双向车辆速度估计方法

权利要求书

1.基于分布式声传感信息的道路断面双向车辆速度估计方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

c1、利用分布式声传感系统，得到车辆在任意时刻经过任意检测断面的振动数据，通过分析光纤中的噪声特性确定车辆信息；

c2、估计个体车辆运动速度；

c3、估计某个检测区间的车流平均车速；

步骤c1具体是：

c11、确定所需检测的断面区间；

c12、通过分布式声传感系统，获取检测断面区间的振动数据，剔除背景噪声数据；

c13、以检测区间的起始位置为横轴的零点，以检测起始时间为纵轴零点，并以时间为纵轴，检测区间为横轴建立直角坐标系；

c14、对获得的每个时间点的振动数据，计算振动幅度前α％位的样本数据期望；对样本中大于该期望的振动能量数据取波峰位置，作为运动车辆在该检测区间中的位置信息；

将得到的数据期望值以时间为纵轴，检测区间位置为横轴，标记在直角坐标系中。

2.根据权利要求1所述的基于分布式声传感信息的道路断面双向车辆速度估计方法，其特征在于：步骤c2具体是：

c21、将检测路段以L_s为间隔单元等距划分成为N_s个检测区间，区间S在整个路段中的位置为X_s1至X_s2，对应直角坐标系中横轴位置为X₁至X₂；

c22、选取速度检测的时间间隔T_s，在直角坐标系中对应纵轴位置为t₁至t₂；

c23、针对检测区间S，将每一个时间间隔内的振动能量数据进行分类，分类的个数为振动能量的波峰个数；每一类数据表征一辆运动车辆在该时间间隔内的运动信息；

c24、针对某一类数据，将其最大值作为能量质心，并作为该类数据的特征点；

c25、针对某一检测区间，在所选取的区间内，按照质心的空间位置划分质心组；

c26、针对检测区间S，对每一个质心组数据依照能量质心进行最小二乘法拟合，得到拟合直线；其中，拟合直线斜率的绝对值|a|即为个体车辆的行驶速度，单位为米/秒，斜率为正值代表车辆向下游运动，负值代表向上游运动。

3.根据权利要求2所述的基于分布式声传感信息的道路断面双向车辆速度估计方法，其特征在于：步骤c3具体是：

c31、在所选区间中，对在直角坐标系中呈现出带状性的振动信息进行分组，一组信息对应于一辆车辆，利用最小二乘法拟合得到车辆通过该检测区间的车辆的行驶速度V，单位为米/秒；

c32、根据所得车辆速度的数据以正负值为依据，负值表征向上游行驶，正值表征向下游行驶，分为两个车速集合分别为V_dc＝{v_c1，v_c2，...，v_cm}以及

V_dg＝{v_g1，v_g2，...，v_gn}，其中V_dg表示向下游方向行驶，其元素为正值；V_dc表示向上游方向行驶，其元素为负值；

c33、分别对V_dc、V_dg中的元素求算术平均，得到向上游方向和向下游方向的车速期望分别为：

从而得到检测断面的双向车流平均车速的估计。