Para estimar las densidades de tráfico en una red de autopistas urbanas a gran escala de manera precisa y oportuna, cuando los sensores de tráfico no cubren completamente la red de autopistas y, por lo tanto, solo se pueden utilizar datos de medición locales, este documento propone un enfoque de observador de estado descentralizado basado en un modelo macroscópico de flujo de tráfico. En primer lugar, utilizando el conocido modelo de transmisión de celdas (CTM), la red de autopistas urbanas se modela de manera similar a los sistemas distribuidos. En segundo lugar, basado en el modelo, se diseña un observador descentralizado. Con la ayuda de la función de Lyapunov y la teoría del procedimiento S, se calculan las ganancias del observador utilizando la técnica de desigualdad matricial lineal (LMI). Así, las densidades de tráfico de toda la red vial pueden ser estimadas por el observador diseñado. Finalmente, este método se aplica al anillo exterior de la segunda circunvalación de Pekín y los resultados experimentales demuestran la efectividad y aplicabilidad del enfoque propuesto.