面向循环网络的可扩展传感器布局：水力分布网络的可观测性保证
系统与控制
2026-01-19 v2 系统与控制
摘要
最优传感器布局对于状态估计和有效网络监控至关重要。在文献中已知，这一问题在大规模无向或双向循环网络中尤为具有挑战性，尤其是当这些网络具有参数不确定性时，例如水力分布网络（WDN），其中管路阻力和需求模式常常未知。针对循环、参数不确定性以及可扩展性的挑战，本文提出了一种传感器布局算法，为具有参数不确定性的循环和非循环网络保证结构可观测性。通过图论方法，所提出的方法有效地解决了大规模网络的计算复杂度问题。为证明该算法的有效性，我们将其应用于几个 EPANET 基准 WDNs。最显著的是，所开发的算法在 1694 个节点和 124 条循环的 L-town WDN 上，在不到 0.1 秒内解决了具有保证结构可观测性的传感器布局问题。
引用
@article{arxiv.2508.13604,
title = {Scalable Sensor Placement for Cyclic Networks with Observability Guarantees: Application to Water Distribution Networks},
author = {J. J. H. van Gemert and V. Breschi and D. R. Yntema and K. J. Keesman and M. Lazar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13604},
year = {2026}
}
备注
Extended version of the paper accepted for IEEE-CDC 2025