[发明专利]基于事件触发机制的城市道路系统的可靠滤波设计方法

说明书

本发明公开了一种基于事件触发机制的城市道路交通系统的可靠滤波器设计方法。本发明通过采集城市道路交通系统中的各路口的车流量和人流量数据，建立了城市道路交通系统的状态空间正系统模型；针对传感器的饱和因素提出了一种将传感器测量输出转化为区间形式的转化方法，进一步，提出了一种城市道路交通系统的基于事件触发机制的l₁‑增益非脆弱滤波器设计方法，提高了滤波系统的鲁棒性。本发明可有效解决具有传感器饱和的交通拥塞问题，可有效估计交通系统的运行状况和车流量，确保城市道路交通系统稳定运行。

技术领域

本发明涉及智慧交通领域，尤其是涉及基于事件触发机制的城市道路系统的可靠滤波设计方法。

背景技术

随着交通设施的逐渐完善，人们的生活方式和出行方式发生了翻天覆地的变化。随着人均经济收入的提高，小汽车的消费量也与日俱增。这一方面意味着人们生活水平的显著提高，另一方面也给人们的交通出行和城市的交通管理带来诸多问题，如：交通拥堵、交通事故、交通瘫痪。这些轻则影响城市的通行状况、降低人们的出行体验，重则造成经济损失和城市瘫痪。为了获得实时的通行状况、降低因拥堵和事故带来的损失、防止通行状况的恶化，提出一种有效的城市道路系统的可靠滤波设计方法显得尤为必要。

城市道路交通系统由道路网络、交通流、交通检测和调度组成，是一个复杂的动态系统。其复杂性不仅体现在道路之间的相互连通、道路本身的复杂环境，还体现在受多种因素印象的路况的复杂性和多变性，如，天气影响、通行“高峰期”影响、通行者的多样性影响。

此外，实际过程中，由于天气因素、元器件损耗等因素，传感器的饱和现象在所难免。而这种现象对于掌握城市道路交通系统的实时信息是十分不利的，轻则导致城市道路交通系统中的交通拥堵等问题得不到及时的调控和解决，重则导致城市道路交通系统不能正常运行甚至瘫痪。

发明内容

为解决现有技术的不足，实现降低设备的硬件要求，进而降低开发和建设成本的目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于事件触发机制的城市道路系统的可靠滤波设计方法，包括如下步骤：

步骤1.收集各城市道路交通路口的流量数据，建立相应的状态空间正系统模型，具体方法为：

1.1记录单位时间内流入流出各城市道路交通路口的车辆数和人口数，进而得到路口的车流量平衡方程

其中，v_i(k)为某一交叉路口的第i个路口的第k时刻的车辆数，Δt为单位时间间隔，为第k时刻从第j条支路流入到第i个路口的车辆数，为第k时刻从第i个路口流出到第h条支路的车辆数。关于和的图示说明可参考图1。

1.2根据所得到的记录数据建立城市道路交通系统的状态空间表达式为

x(k+1)＝A_δ(k)x(k)+B_δ(k)w(k),

y(k)＝C_δ(k)x(k)+D_δ(k)w(k),

z(k)＝E_δ(k)x(k)+F_δ(k)w(k),