公路隧道监控系统自适应滤波算法比较研究.pdf

公路交通技术 2010年 8月 第4期 TechnologyofHighwayandTranspo~Aug．2010 No．4 公路隧道监控系统 自适应滤波算法比较研究 许 可 ，李淑庆 1,2，刘龙廿 t (1．重庆交通大学交通运输学院，重庆 400074；2．重庆市交通运输工程重点实验室，重庆 400074) 摘 要：通过分析公路隧道监控系统的构成，探讨监控数据传输过程中干扰的来源。综合考虑监控数据的特征，选 用LMS算法和RLS算法研究对隧道监控数据的自适应滤波，并采用MATLAB平台实现对含有噪声数据的滤波处 理。比较这2种滤波算法的性能，得 出RLS自适应滤波法更适合于隧道监测数据的滤波处理 关键词：自适应滤波器；LMS算法；RLS算法；隧道监控数据；干扰 文章编号：1009—6477(2010)04—0120—04 中图分类号：U459．2 文献标识码：A ComparativeResearchOrlSelf-adaptingFilterAlgorithm for MonitoringSystem inHighwayTunnel XU Ke，LIShuqing，2 LIU I~ngnian Abstract：Based onanalysisofcompositionofthemonitoringsystem inhighwaytunnel，thispaper probesinto sourcesofinterferenceduringtransmission ofmonitoringdata．By comprehensivelytaking featuresofmonitoringdataintoaccount，thepaperinvestigatestheself-adaptingfilterforutnnelmonitor- ingdatabymeansofLM Salgorithm andRLSalgorithm，andincorporatesMATLAB platform torealize filterprocessingfordatawithnoise．Aftercomparisonofrperformancesofthesetwofilteralgorithms，the paperdrawsaconclusionthattheRLSself-adaptingfilteralgoritmh ismoreapplicabletofilterprocessing ofrtunnelmonitoringdata． Keywords：self-adaptingfilter；LM Salgorithm；RLSalgoritmh ；tunn elmonitoringadta；interference 我国西部高速公路隧道所占比例大，长隧道与 高，大到整体隧道控制设备调控方案的制定，小到 特长隧道越来越多。这些隧道 内车流量大、车速 一 个控制开关的开闭状态控制，都必须以准确的数 高、光线较差、空气质量不好、环境噪声大，比一 据采集和处理结果为基础。这些监控数据常常含有 般路段更容易发生交通事故[1J。同时，隧道 内侧向 计算噪声、通信噪声和故障噪声等于扰数据，显著 净宽窄、高度受限、横通道数量不多，隧道内的事 影响了接收信号的可靠性，从而导致整个系统性能 故救援与处理更困难，中断交通时间较长，若发生 下降，必须经过滤波处理才能保障信息的精度与可 火灾，后果更严重，因此隧道管理与监控成为保障 靠度，否则可能会导致错误判断，导致控制失灵。 高速公路安全运营的关键。 但 目前对公路隧道监控系统中滤波算法研究主要有 高速公路隧道监控系统是在隧道内安装完备的 低通滤波与卡尔曼滤波，低通滤波不能满足系统需 检测装置，如车辆检测器、火灾检测器、CO／VI检 要，卡尔曼滤波则有稳定陛问题网0所以本文拟采用 测器、风向风速检测器等，检测装置将这些检测信