CN110876126B - 一种基于智慧路灯的城市控制管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，涉及智慧城市技术领域。本发明以智慧路灯为基础构建智慧城市，实现智慧城市中多平台的互联互通，减少重复投资。本发明的智慧路灯是集智能照明、视频采集、移动通信、交通管理、环境监测、气象监测、无线电监测、应急求助、信息交互等诸多功能于一体的复合型公共基础设施，是构建智慧城市全面感知网络的重要载体。

Description

一种基于智慧路灯的城市控制管理系统

技术领域

本发明涉及智慧城市管理技术领域，更具体地说涉及一种基于智慧路灯的城市控制管理系统。

背景技术

智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续发展。

随着人类社会的不断发展，未来城市将承载越来越多的人口。目前，我国正处于城镇化加速发展的时期，部分地区"城市病"问题日益严峻。为解决城市发展难题，实现城市可持续发展，建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。

智慧城市的建设在国内外许多地区已经展开，并取得了一系列成果，国内的如智慧上海、智慧双流；国外如新加坡的“智慧国计划”、韩国的“U-City计划”等。

路灯作为城市中最基础的设施，以其分布面积广，基数大等优势，成为智慧城市信息采集的基础设置，利用多功能智慧路灯的一体化集成设计，加载不同的信息化设备及配件，实现信息设备之间的互联互通，可有效利用资源，减少重复投资。将智慧路灯作为智慧城市广泛应用的基础信息设施是一种必要且可行的选择。

国家知识产权局于2013年5月22日，公开了一件公开号为CN103118116A，名称为“一种基于路灯的智慧城市物联网系统”的发明专利，其技术特点是，包括遍布整个城市的智能路灯，无线通信网络和中央监控服务器。智能路灯用于城市道路照明和采集路灯周边的气象、环境或交通信息，通过无线通信网络与中央监控服务器进行双向通信。利用本发明，城市管理者可按照地理信息系统(Geographic Information System，GIS)的方式查询/控制网络内每一盏路灯的运行情况，实现路灯的智能化控制；另一方面，路灯上安装的智能传感模块可以采集路灯周围的信息，为城市管理和服务提供精确的、网格化的信息。

又如，国家知识产权局于2019年4月16日，公开了一件公开号为CN109640473A，名称为“一种基于路灯的智慧城市管理系统”的发明专利，该发明专利包括用户终端、服务器和路灯，用户终端和路灯通过网络与服务器进行通讯，所述服务器包括照明管理单元、城市检测单元、环境检测单元、信息推送单元、远程广播单元、报警单元、视频监控单元、多维工作台单元、第三方平台单元、数据整理分析单元和数据库。该发明以路灯为基础数据的获取端，获取到大量的数据，然后经过服务器进行相应的分析，处理后，输出相关数据，为智慧城市建设提供大量的数据参考，而且能够更加智能化控制路灯，最大程度的降低能耗。

上述现有技术中基于智慧路灯的智慧城市系统建设，均是处于系统架构阶段，且大多还是局限于路灯的智能化控制，而其他的模块或者是加载的设备，仅仅是起到一个信息采集的作用，对于智慧城市中的整体控制方法，并没有提出一个行之有效的方案，而路灯作为城市中的分布范围最广、数量最多的基础设置，对于智慧城市的建设，其所起到的作用不仅仅是数据的采集，而应该是以智慧路灯为基础，构建整个智慧城市。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本申请提供了一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，本发明的发明目的在于提供一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，以智慧路灯为基础构建智慧城市，实现智慧城市中多平台的互联互通，减少重复投资。本发明的智慧路灯是集智能照明、视频采集、移动通信、交通管理、环境监测、气象监测、无线电监测、应急求助、信息交互等诸多功能于一体的复合型公共基础设施，是构建智慧城市全面感知网络的重要载体。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：包括应用层、云服务平台层、传输层、接入感知层和基础设施层，所述应用层至少包括智慧照明，还包括智慧城管、智慧交通、无线电管理、智慧气象、智慧停车和智慧公安中的一种或多种的组合；所述云服务平台层至少包括智慧照明控制系统管理平台、GIS系统和物联网，还包括智慧城市管理平台、智慧交通管理平台、无线电管理平台、智慧气象管理平台、智慧停车管理平台和智慧公安管理平台中的一种或多种的组合；所述传输层包括有线和/或无线传输网络；所述接入感知层至少包括灯具控制模块、一键呼叫、公共WLAN、公共广播、信息发布屏、智能网关、无线传输模块、环境监测传感器、气象监测传感器、基站、喷淋系统和视频采集设备，还包括车流量采集设备、无线电监测设备、交通标志、充电设施、交通信号灯、路口信号机、停车位监测设备、路测单元和多媒体交互中的一种或多种的组合；所述基础设施层包括智慧路灯的灯杆、智能电源、防雷/配电、光纤盒、供水水管、太阳能供电系统、地下供电缆线和路灯箱式变压器中的一种或多种的组合；所述基础设施层用于挂载接入感知层中的感知设备，所述接入感知层通过传输层将其采集到的数据信息传输至云服务平台层，云服务平台层与应用层对应，云服务平台层中各平台通过API接口与其对应的应用层中的应用相接，将数据传输至应用层；

接入感知层中的视频采集设备直接通过传输层与云服务平台层相连，接入感知层的智能网关将路灯的感知信息通过传输层传输至云服务平台层的智慧照明控制系统管理平台中，智慧照明控制系统管理平台下发的控制信息通过传输层和智能网关传输至接入感知层的灯具控制模块；所述基站与传输层相连；接入感知层中感知到其他感知信息通过无线传输模块传输至传输层，经传输层传输至云服务平台层；云服务平台层中的GIS系统采集基础设施层中路灯杆体的位置信息，并记录在GIS系统中；

云服务平台层中的各管理平台均包括数据管理模块、日志管理模块、运营支撑模块、后台服务模块、权限管理模块和接入管理模块；所述数据管理模块对接入感知层传输的数据进行统一管理，并通过物联网实现与其他管理平台之间的数据交换；所述日志管理模块对所在的管理平台以及与其对应的接入感知层的前端设备的设置、修改和资料删除进行完整记录，对管理平台生成的日志进行保存，日志管理模块对管理平台生成的日志进行修改和删除保护，禁止对日志进行修改和删除，日志保存时间不少于6个月；所述运营支撑模块对于其管理平台对应的接入感知层中的设备的数据采集、参数设置和操作控制，结合GIS将所有智慧路灯的位置信息载入管理平台，形成站点地图，对智慧路灯进行资产统计、精准定位及追溯；所述后台服务模块包括对其管理平台对应的接入感知层的设备的全生命周期管理，包括生产、调配、使用、退役各状态下的资产管理、故障定界、工单管理、装维服务、预测性维护和在线客服；所述权限管理模块对访问者进行身份码和密码双重认证，对用户进行权限配置，定义用户的优先使用权，对用户权限进行在线授权、转移和取消，根据用户角色属性提供不同的管理权限和界面，在角色权限配置中针对功能进行授权；所述接入管理模块定义各个模块单元的认证标识，在接入网络内进行认证审核，对平台与接入感知层中的设备之间的双方通信进行数据加密，在接入点的网络边界进行接口安全控制。

所述接入感知层中，灯具控制模块为STM32控制芯片，所述的一键呼叫为一键式紧急呼叫IP电话，实现用户与管理平台值班人员之间的双向通话，传递咨询或报警信息；公共WLAN是指使用高速宽带无线技术覆盖城市行政区域的无线终端，该无线终端与传输网连接；所述公共广播按区域和功能提供音频广播，通过应用层远程控制播放内容；信息发布屏由应用层远程控制发布信息；智能网关是集合光端机、路由器、交换机、协议栈和安全芯片、边缘计算单元的功能，实现系统信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制和安全管控，并具有感知网络接入、异常网络互通及通讯与数据格式标准化的设备；所述环境监测传感器包括PM2.5检测传感器、PM10检测传感器、二氧化碳检测传感器、二氧化硫检测传感器、噪声检测传感器、扬尘检测传感器、臭氧检测传感器和光照强度检测传感器；所述气象监测传感器用于监测城市气相参数，包括温湿度、风向风速、降雨量、气压、能见度、天空图像、紫外辐射、路面温度和积涝；所述基站是挂载在路灯的灯杆顶部的宏基站或微基站；所述喷淋系统是设置在路灯的灯杆上，喷淋出水雾；所述视频采集设备是具有视频摄像、图像捕捉功能的视频数据采集设备，应用层的用户可远程查看现场情况；所述车流量采集设备用于采集城市交通信息，实时向云服务平台层传递交通状态信息，所述交通状态信息包括车流量、车道平均速度和车道拥堵情况；所述无线电监测设备用于探测、搜索、截获其接收范围内的无线电信号，将接收到的无线电信号传输至云服务平台层，云服务平台层对无线电信号进行分析、识别、监测并获取该无线电信号的技术参数、工作特征和辐射位置；所述交通标志安装在路灯灯杆上；所述充电设施包括手机充电接口和/或电动汽车充电接口；所述停车位监测单元与通过无线传输模块与传输网相连，将停车信息传输至云服务平台层；所述多媒体交互是指触摸显示屏，用于提供信息查询、手机充电或电动汽车充电的交互式设备。

所述智慧照明控制系统管理平台的运营模块包括wifi管理单元、喷淋系统管理单元、一键呼叫管理单元、充电设施管理单元、环境监测单元、信息发布单元、路灯控制单元和电力管理单元；所述wifi管理单元对公共WLAN进行接入管理、身份认证管理、接入设备记录和位置信息管理；所述喷淋系统管理单元对喷淋系统进行控制和环境监测传感器的信息记录，所述充电设施管理单元用于对充电设施进行管理，包括第三方计费系统的接入，第三方计费规则的引入和充放电控制；环境监测单元对数据采集模块中收集到的环境监测传感器和气象监测传感器传输的数据进行记录和存储；信息发布单元对发布的信息进行管理，结合环境监测传感器传输的噪声数据，确定广播信息发布的音量，结合视频采集设备传输的视频信息，获取到人流量信息，确定信息发布的时长；电力管理单元用于对路灯的供电线路进行监控，包括电压数据、电流数据和功率数据。

所述接入感知层还包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器用于检测灯具电压，所述电流互感器用于检测灯具电流，接入感知层中还包括时钟模块，时钟模块与灯具控制模块相连，用户通过应用层的智慧路灯应用在云服务平台层中的智慧照明控制系统管理平台设置接入感知层的时钟模块，实现灯具的定时开关；智慧照明控制系统管理平台根据日出日落时间或手动设置开关灯时间，通过时钟模块实现路灯的自动开关灯操作，灯具控制模块待时钟模块达到计时要求时，发出开关灯指令，灯具控制模块实时调取电压互感器和电流互感器的功率数据，判断该功率数据是否达到开/关灯阈值，若达到开/关灯阈值，则进行开/关灯操作，若没有达到开/关等阈值，则将故障上报至智慧照明控制系统管理平台，智慧照明控制系统管理平台记录该故障，并将故障传输至后台服务模块，后台服务模块安排故障定界和维修。

智慧照明控制系统管理平台的数据管理模块调用环境监测传感器中光照强度监测传感器检测到的光照强度数据，分析当前光照强度是否达到开关灯条件，若达到开关灯条件则将控制指令通过传输层传输至灯具控制模块，灯具控制模块根据接收到的控制指令发出开关灯指令，灯具控制模块实时调取电压互感器和电流互感器的功率数据，判断该功率数据是否达到开/关灯阈值，若达到开/关灯阈值，则进行开/关灯操作，若没有达到开/关等阈值，则将故障上报至智慧照明控制系统管理平台，智慧照明控制系统管理平台记录该故障，并将故障传输至后台服务模块，后台服务模块安排故障定界和维修。

用户通过应用层的智慧路灯应用向云服务平台层的智慧照明控制系统管理平台下发开关灯指令，智慧照明控制系统管理平台将开关灯指令下发至灯具控制模块，灯具控制模块实时调取电压互感器和电流互感器的功率数据，判断该功率数据是否达到开/关灯阈值，若达到开/关灯阈值，则进行开/关灯操作，若没有达到开/关等阈值，则将故障上报至智慧照明控制系统管理平台，智慧照明控制系统管理平台记录该故障，并将故障传输至后台服务模块，后台服务模块安排故障定界和维修。

所述开/关灯阈值是指，开灯时，最大亮度的电压为210v，电流0.49A；最小亮度时，电压为220v，电流0.11A；关灯时，电压0v，电流0A。

所述智慧城市管理平台获取到接入感知层中公共WLAN、喷淋系统、公共广播、信息发布屏、多功能交互设备、视频采集设备、充电设施的控制权限，智慧城市管理平台的数据管理模块获取到环境监测传感器和气象监测传感器的监测数据；用于登陆应用层中的智慧城管应用，并通过智慧城市管理平台的权限管理模块的认定，通过公共广播和/或信息发布屏向公众发布信息；用于登陆应用层中的智慧城管应用，并通过智慧城市管理平台的数据管理模块调取视频采集设备采集到的视频信息；调取环境监测传感器和气象监测传感器的监测数据，并对调取的数据进行判断，可通过信息发布屏发布相应信息；智慧城市管理平台中获取到的PM2.5检测传感器、PM10检测传感器、扬尘检测传感器和气象传感器检测到的检测数据，若PM2.5、PM10、扬尘和/或温湿度的数据大于预定值或数据较大时，智慧城市管理平台向喷淋系统下发喷淋指令，打开喷淋系统进行喷淋，喷淋系统喷出水雾，降低PM2.5、PM10、扬尘和/或温度或提高湿度。

数据采集模块采集环境监测单元中的PM2.5、PM10、扬尘和/或温湿度，判断当前PM2.5，PM10是否大于150μg/ m³，判断当前温度、湿度和扬尘情况是否达到喷淋阈值，并根据当前PM2.5、PM10、温度、湿度和扬尘情况设定喷淋时间，并将设定的喷淋时间传输至喷淋系统，启动喷淋系统进行喷淋。

智慧城市管理平台外接第三方计费系统，使用方通过多功能交互设备获取到充电设施的接入码，使用方通过扫描多功能交互设备上显示的接入码的二维码，获取到第三方计费系统的登录信息，登录进第三方计费系统中，进行身份认证和识别，选择充电类型和充电口或充电桩，身份认证成功后，第三方计费系统给选定的充电口或充电桩供电，并依照第三方计费系统的计费规则进行计费，用户充电完毕后，在移动终端上点击充电结束，第三方计费系统给选定的充电口或充电桩断电，并将根据计费规则计算费用对该次充电进行结算，使用方结算之后，完成充电。

结束充电后，第三方计费系统对使用方的付费信息进行核验，若使用方没有按时结算，则在使用方下次使用时，先跳出结算界面，待使用方结算清楚之后，再开始下次的充电使用。

用户通过应用层的智慧交通应用接入到云服务平台层的智慧交通管理平台中，智慧交通管理平台的数据管理模块调取气象监测传感器和GIS系统的数据，通过对气象监测传感器监测到的能见度、路面温度、积涝情况并结合GIS系统数据进行分析，得到城市道路内的积水、能见度和路面温度情况，通过信息发布屏向驾驶员发布路面积水、能见度和/或路面温度信息；智慧交通管理平台的数据管理模块调取车流量采集设备检测到的车流量、车速和/或车道拥堵情况信息，并结合GIS系统进行分析，得到城市道路内的拥堵情况，并通过信息发布屏发布拥堵信息，提醒驾驶员提前避让拥堵；智慧交通管理平台的数据管理模块通过GIS系统，获取到路口区域内的车流量、人流量和/或视频采集设备采集到的视频信息，通过对路口车流量和/或人流量的分析，向交通信号灯下发控制指令，对交通信号灯进行远程控制。

所述智慧交通管理平台中运营管理模块包括基础参数设置单元、控制参数设置单元、实时状态监测单元、报表统计单元、线协调控制单元、区域协调控制单元、特勤控制单元和基础信息管理单元；所述基础参数设置单元包括对接入感知层的交通信号灯、车流量采集设备的公共参数进行设置和对路口信号机的参数进行设置，所述公共参数包括公共时间参数、控制参数和服务器参数；路口信号机的参数包括路口基本信息、相位参数、冲突相位、阶段参数、方案参数、时段参数、调度计划、方案设置向导、感应控制设置向导、手动控制设置、模拟演示设置和实时灯态查看设置。

所述路口基本信息包括路口位置信息、路口各方向的车道数、路口各方向车流量峰值、相邻路口及路口间距；所述相位参数和冲突相位的设置，是根据交叉路口的交通流状况设置的，所述相位参数包括行人过街绿灯时间、行人清空时间、最小绿灯时间、单位绿灯延长时间、最大绿灯时间Ⅰ，最大绿灯时间Ⅱ、弹性相位固定绿灯时间、绿闪时间、相位类型、相位属性、方向标识和车道标识。

冲突相位的设置能够有效预防操作人员误操作产生绿冲突。设置完冲突相位后，一旦操作人员将相冲突的相位设置为同一阶段号的放行相位时，会有相应的提示信息，不允许设置。

所述阶段参数包括放行相位、阶段绿灯时间、阶段红灯时间、阶段黄灯时间和阶段选项参数。操作人员可以选择从信号机或者从数据库读取阶段参数数据，操作人员可以通过点选图形化界面设置放行相位，直观、简洁的可视化操作一目了然。设置完成后，可以选择设置到信号机或者写入数据库。

所述方案参数数据包括对应的阶段配时表、周期时长、相位差和协调相位，其中相位差和协调相位用于协调控制。

操作人员可以选择从信号机或者从数据库读取时段参数数据，每个时段表可分别预设48个时段事件，每个时段事件包括五个参数：时段事件号、开始时间（时）、开始时间（分）、控制方式、配时方案号。开始时间（时）和开始时间（分）共同使用，代表此时段事件开始执行的时间，直到下个时段事件开始时结束。设置完成后，可以选择设置到信号机或者写入数据库。操作人员可以选择从信号机或者从数据库读取时段参数数据。调度计划参数设置要对四个参数进行设置，包括：调度日（按周）、调度月、调度日（按月）和时段表号，主要用来控制某天执行某个方案表。调度月和调度日（按月）配合使用，代表某月的某天执行某个时段表，而调度日（按周）代表一周中的某一天执行某个时段表，其在一年中是按周循环执行。在选择时段表号是要保证选择的时段表是进行了正确设置的。调度月和调度日（按月）的优先级高于调度日（按周），也就是如果某一年中的某一天既设置了调度月和调度日（按月），也设置了调度日（按周），则其按照调度月和调度日（按月）执行对应的时段表。设置完成后，可以选择设置到信号机或者写入数据库。

方案设置向导是为了引导操作人员针对同一个路口，进行数据库的各参数设置，并选择是否将方案下发到信号机内。一共包含四个步骤，依次是：阶段参数设置、方案参数设置、时段参数设置、调度计划参数设置。当方案设置完毕后，会提示“是否下发信号机”，操作人员可以根据实际情况进行选择。

感应控制是交叉路口信号机根据车辆检测器测得的交通流数据来调节信号显示时间的控制方式。感应控制设置向导是方案设置向导的特例，引导操作人员方便快捷地设置感应控制。系统提供7种手动控制信号机操作：开启黄闪、开启全红、关闭信号灯、信号机校时、信号机恢复、信号机重启、查询信号机时间。同时系统还提供操作人员查看路口信号灯的实时信号控制情况。系统提供路口方案的模拟演示功能，便于操作人员检查方案设置效果，观察演示效果没有问题后，操作人员可以选择将当前模拟的阶段表设置至信号机。实施灯态查看可以查看该路口信号灯状态和当前信号机的各参数情况。

所述线协调控制单元，具体是把一条道路上多个相邻交叉路口的交通信号协调起来加以控制。单向线协调由于控制的单向性，只要保证控制范围内的路口有公共周期，根据路口间距、平均车速和预留时间可测算出路口间的绝对时差，进行协调。线协调设置向导分两个阶段：线协调控制参数计算和线协调控制参数设置。线协调参数计算获取路段中各路口的相关数据，计算绝对时差（即相位差）。线协调控制参数设置根据计算结果配置阶段参数、方案参数、时段参数、调度计划参数。

所述区域协调控制单元把城市某一区域内的多个交叉路口交通信号协调起来加以控制的控制方式。区域协调设置向导分三个阶段：区域管理、区域协调控制参数计算和区域协调控制参数设置。区域管理，可以新增、查看、删除区域信息。区域协调控制参数计算，计算区域的绝对时差。区域协调控制参数设置，根据计算结果配置阶段参数、方案参数、时段参数、调度计划参数。

所述特勤控制单元系统将需特勤控制线路上的交叉口的特勤方案，预存到各信号机内，当车队接近特勤线路上的相应交叉口时，由路口值勤民警通知中心值班人，中心通过人工方式启动、撤消相应路口的特勤方案。特勤控制管理分单路口特勤控制和多路口特勤控制。单路口特勤控制，可以查看路口信号机的实时信号控制情况和手动控制路口相位状态，执行单路口特勤。多路口特勤控制，可以新增、查看、删除和执行特勤控制方案。

基础信息管理单元包括多路口灯态实时显示、设备参数查询、车流量采集设备参数查询、控制参数查询、模块参数查询和信号机参数查询；所述报表统计单元用于交通检测数据统计和信号灯故障统计。

用户通过应用层的无线电管理应用接入到云服务平台层的无线电管理平台中，无线电管理平台的数据处理模块接收接入感知层中无线电监测设备监测到的无线电信号，并结合GIS系统，对无线电信号进行分析、识别、监测并获取该无线电信号的技术参数、工作特征和辐射位置。

用户通过智慧气象应用接入到云服务平台层的智慧气象管理平台中，智慧气象管理平台的数据管理模块接收气象监测传感器传输的检测数据，对城市气象参数进行监测，包括温湿度、风向风速、降雨量、气压、能见度、天空图像、紫外辐射、路面温度和积涝；智慧气象管理平台获取信息发布屏和公共广播的控制权限，在紧急情况下通过信息发布屏和公共广播向大众发布预警信息。

用户通过智慧停车应用接入到云服务平台层的智慧停车管理平台中，智慧停车管理平台的数据管理模块获取到接入感知层中的停车位监测设备的监测数据，对城市道路内的停车位进行监控和管理。

用户通过智慧公安应用接入到云服务平台层的智慧公安管理平台，智慧公安管理平台的数据管理模块接收视频采集设备、一键呼叫传输的数据，对其辖区进行视频监控，智慧公安管理平台获取公共广播、信息发布屏的控制权限，在紧急情况下通过公共广播和信息发布屏发布预警信息。

一键呼叫按钮被触发，云服务平台层的智慧公安管理平台的数据管理模块接收到触发信号，调用触发信号的路灯的区域信息和地理位置信息，并将该语音请求转接到运营支撑管理模块中；智慧公安管理平台的在线服务人员与触发一键呼叫按钮的用户进行语音沟通，数据管理模块并调用该路灯上的视频采集设备的视频信息，或附近路灯上的视频采集设备的视频信息，并将视频信息传输至运营支撑管理模块，对正在进行语音沟通的人员进行视频监控。

公共WLAN的无线终端通过POE交换机与传输层的网络连接，云服务平台层的接入管理模块，对于传输层相连的无线终端进行认证审核和接口安全控制，移动终端进入公共WLAN覆盖区域内并接入该公共WLAN时，接入管理模块对接入公共WLAN网络的移动终端设备进行设备认证，认证成功后，移动终端连入公共WLAN网络，接入管理模块存储该移动终端信息，包括设备编码、接入时间、上网时间。

所述认证方式包括短信、微信和/或账号密码登陆认证。

当通过公共广播发布语音广播时，数据管理模块获取当前广播区域内环境监测传感器获取到的噪声数据，对噪声数据进行分析，根据当前广播区域内的噪声大小确定广播的音量；数据管理模块获取当前广播区域内的车流量采集设备检测到的车流量，或视频采集设备采集到的人流量信息，确定广播时间，并将确定的广播音量和广播时间数据传输至公共广播模块，播放需要广播的语音信息。

与现有技术相比，本发明所带来的有益的技术效果表现在：

1、与现有技术相比，本发明提出的基于智慧路灯的城市控制管理系统包括用户层、云服务平台层、传输层、接入感知层和基础设施层，本发明基于智慧路灯构建智慧城市，不仅仅是针对智慧路灯的智能管控，而是基于用户层、云服务平台层、传输层、接入感知层和基础设施层构建整个智慧城市，本发明的智慧路灯作为构建智慧城市的重要载体，对整个智慧城市的大数据进行管控和处理，可以实现智慧城市中多平台的互联互通，减少重复投资。

2、在本申请中，接入感知层作为整个智慧城市的大数据来源，其数据的全面性直接影响到智慧城市的整体构建，在本申请中，接入感知层所包含的各检测单元和控制单元，是智慧城市的基础，其也可以根据不同场景的需求做出适应性的调整，根据区域特色进行适当的调整，从而降低成本。

3、本申请中，应用层是用于加载应用，本申请的应用包括智慧照明、智慧城管、智慧交通、无线电管理、智慧气象、智慧停车和智慧公安，涵盖了城市中的大部分基础服务，在本申请中应用层不限于上述应用，可以根据需求适当增加应用，本申请中将所有的管理平台均放置在云服务平台层，可以降低构建智慧城市的硬件成本，应用层与云服务平台层之间的接入，是通过API接口接入，接入较为方便，可以根据需求增加或删减应用。针对不同的使用区域，构建小范围的智慧管理控制系统，本申请的城市控制管理系统，不仅仅适用于城市管理，也可适用于景区、科技园区的管理，在进行试验时，依据本申请可以构建一个小的智慧城市系统，当涉及到整个城市时，本申请的系统也适用。

4、在本申请中接入感知层的视频采集设备直接通过传输层与云服务平台相连，可以克服视频采集设备的数据量大的传输问题，将视频采集设备单独连入云服务平台，避免了其他数据传输的拥堵问题，使得视频数据及其他检测数据可以快速传输至云服务平台层中。在本申请中基站可以是宏基站或是微基站，其目的是可以为5G基站的建设提供基础，避免5G基站建设时的重复投资。

5、本发明的城市控制管理系统可对所有智慧路灯和挂载在智慧路灯的灯杆上的挂载设备进行集中管理和控制，能够兼容所采用的系统和设备的通信协议，并能实现与其他管理平台之间的数据交换。本发明具备组织机构资源的管理功能，具备组织机构的添加、删除和修改的功能，如接入管理模块的接入管理，可以添加删除任意节点和设备，修改编辑节点和设备的设置和属性，同时也支持满足业务功能、性能要求和安全规范的不同厂家设备测试准入。

6、本申请中配备有联动策略配置，可以实现前端感知设备联动，如一键呼叫按钮被触发后，可以启动视频采集设备对语音沟通的人员进行视频监控。通过本发明的系统可以实现对各种应用设备的单控、组控、群控、地图区域控制或条件控制等多种控制方式，如某一路灯的故障上报，结合GIS系统构建电子地图，对每一个路灯进行单独控制，或对地图区域内的群控，以及部分条件控制，如按时开关等，喷淋系统的喷淋条件设置等。

7、本系统具备统一的认证、授权管理机制，对访问者进行身份码和密码的双重认证，具备完备的操作日志保存和日志管理功能，对各管理平台和各类服务器以及前端设备的设置、修改、资料删除等进行完整记录，日志禁止修改、删除，保存时间不少于六个月，确保了操作日志的可追溯性。本发明还根据用户角色属性提供不同的管理权限和界面，在角色权限配置中可针对功能进行授权，如控制模块的权限、查看系统日志的权限、设备广播权限等。

8、本发明的时钟模块可统一进行自动校时与手动校时功能，自动校时是在每天0点，通过ntp服务器校准时钟模块，以提高各模块设备和数据采集时间的准确性。本发明还具备电子地图管理功能，结合GIS将所有智慧路灯的位置信息载入管理平台，形成站点地图，可以实现对智慧路灯的资产统计、精准定位及追溯，本发明采用国家标准坐标体系的智能GIS地图管理，系统可自动采集智慧路灯杆件信息及所挂载的设备信息并自动加载至电子地图中。本发明的权限配置可分为用户、角色，不同用户可设置所属角色，可定义用户的优先使用权，用户权限可进行在线授权、转移和取消。本系统还支持和外部系统的计费结算，可通过调用第三方计费系统满足电动汽车充电或手机充电等业务的服务需求。

9、本系统采用安全认证机制，定义各个模块单元的认证标识，在接入网络内进行认证审核，采用安全的通信协议进行认证，平台与设备之间的双方通信均是支持国家密码局认定的国产密码算法等进行数据加密，确保数据传输的安全性。针对信息显示屏、广播等特殊的信息传播设备，信息传播的内容需经管辖部门审批后予以发布；本发明的安全认证机制具有审核机制，在获得技术认证和人工审核后才可接入网络，具有安全风险识别手段，可以有效防止恶意入侵和非法篡改。

附图说明

图1为本发明城市控制系统架构示意图；

图2为本发明智慧路灯结构示意图；

图3为本发明智慧照明控制系统管理平台的系统框架图；

图4为本发明公共WLAN的连接流程图；

图5为本发明喷淋系统的控制流程图；

图6为本发明充电设施的控制流程图；

图7为本发明路灯控制的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明的技术方案作出进一步详细地阐述。

如图1所示，本申请公开了一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，包括应用层、云服务平台层、传输层、接入感知层和基础设施层，所述应用层至少包括智慧照明，还包括智慧城管、智慧交通、无线电管理、智慧气象、智慧停车和智慧公安中的一种或多种的组合；所述云服务平台层至少包括智慧照明控制系统管理平台、GIS系统和物联网，还包括智慧城市管理平台、智慧交通管理平台、无线电管理平台、智慧气象管理平台、智慧停车管理平台和智慧公安管理平台中的一种或多种的组合；所述传输层包括有线和/或无线传输网络；所述接入感知层至少包括灯具控制模块、一键呼叫、公共WLAN、公共广播、信息发布屏、智能网关、无线传输模块、环境监测传感器、气象监测传感器、基站、喷淋系统和视频采集设备，还包括车流量采集设备、无线电监测设备、交通标志、充电设施、交通信号灯、路口信号机、停车位监测设备、路测单元和多媒体交互中的一种或多种的组合；如图2所示，所述基础设施层包括智慧路灯的灯杆、智能电源、防雷/配电、光纤盒、供水水管、太阳能供电系统、地下供电缆线和路灯箱式变压器中的一种或多种的组合；所述基础设施层用于挂载接入感知层中的感知设备，所述接入感知层通过传输层将其采集到的数据信息传输至云服务平台层，云服务平台层与应用层对应，云服务平台层中各平台通过API接口与其对应的应用层中的应用相接，将数据传输至应用层；

接入感知层中的视频采集设备直接通过传输层与云服务平台层相连，接入感知层的智能网关将路灯的感知信息通过传输层传输至云服务平台层的智慧照明控制系统管理平台中，智慧照明控制系统管理平台下发的控制信息通过传输层和智能网关传输至接入感知层的灯具控制模块；所述基站与传输层相连；接入感知层中感知到其他感知信息通过无线传输模块传输至传输层，经传输层传输至云服务平台层；云服务平台层中的GIS系统采集基础设施层中路灯杆体的位置信息，并记录在GIS系统中；

云服务平台层中的各管理平台均包括数据管理模块、日志管理模块、运营支撑模块、后台服务模块、权限管理模块和接入管理模块；所述数据管理模块对接入感知层传输的数据进行统一管理，并通过物联网实现与其他管理平台之间的数据交换；所述日志管理模块对所在的管理平台以及与其对应的接入感知层的前端设备的设置、修改和资料删除进行完整记录，对管理平台生成的日志进行保存，日志管理模块对管理平台生成的日志进行修改和删除保护，禁止对日志进行修改和删除，日志保存时间不少于6个月；所述运营支撑模块对于其管理平台对应的接入感知层中的设备的数据采集、参数设置和操作控制，结合GIS将所有智慧路灯的位置信息载入管理平台，形成站点地图，对智慧路灯进行资产统计、精准定位及追溯；所述后台服务模块包括对其管理平台对应的接入感知层的设备的全生命周期管理，包括生产、调配、使用、退役各状态下的资产管理、故障定界、工单管理、装维服务、预测性维护和在线客服；所述权限管理模块对访问者进行身份码和密码双重认证，对用户进行权限配置，定义用户的优先使用权，对用户权限进行在线授权、转移和取消，根据用户角色属性提供不同的管理权限和界面，在角色权限配置中针对功能进行授权；所述接入管理模块定义各个模块单元的认证标识，在接入网络内进行认证审核，对平台与接入感知层中的设备之间的双方通信进行数据加密，在接入点的网络边界进行接口安全控制。

在本申请中，本发明系统中接入感知层在不同的应用场景中，所采用的配置不同，如图2所示，例如：在高速公路应用场景中，可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备（公安）、视频采集设备（交通）、基站、交通标志、车流量监测设备、气象监测传感器、信息发布屏等；在快速路场景中，可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备（公安）、视频采集设备（交通）、基站、交通标志、 车流量监测设备、气象监测传感器、信息发布屏等；在主干路和次干路应用场景中，接入感知层可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备（公安）、视频采集设备（交通）、基站、交通标志、交通信号灯、路口信号机、车流量监测设备、气象监测传感器、信息发布屏，喷淋系统；在支路应用场景中，接入感知层可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备（公安）、视频采集设备（交通）、基站、交通标志、交通信号灯、车流量监测设备、路测单元、气象监测传感器、信息发布屏、充电设施、停车位监测设备、喷淋系统等；在商业步行街应用场景中，接入感知层可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备（公安）、基站、气象监测传感器、信息发布屏、公共WLAN、喷淋系统等；在居民区应用场景中，接入感知层可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备、无线电监测、公共WLAN、基站、气象监测传感器、信息发布屏、喷淋系统、充电设施、停车位监测设备、环境监测传感器等；在工业园区场景中，接入感知层可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备、公共WLAN、基站、气象监测传感器、无线电监测、信息发布屏、喷淋系统、停车位监测设备、环境监测传感器等；在景区应用场景中，接入感知层可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备、公共WLAN、无线电监测、基站、气象监测传感器、信息发布屏、喷淋系统、充电设施、停车位监测设备、环境监测传感器、多媒体交互设备等，在水库应用场景中，接入感知层可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备、基站等；在河道应用场景中，接入感知层可以选用灯具和灯具控制模块、视频采集设备、基站、公共WLAN等。

关于上述接入感知层中各挂载设备的布设场景如下所示：关于视频采集设备，分为交通类视频采集设备和公安类视频采集设备，交通类视频采集设备可以布设在次干道及以上道路的交叉路口、城市重点开发区的支路及以上道路的交叉路口、主要进出口附近的关键断面、重要公交站站台附近和交通违法多发和事故易发路段。公安类视频采集设备可以布设在城市支路及以上道路的交叉路口；火车站、地铁站、汽车站等交通场站出入口；党政机关、医院、学校及宾馆、酒店等重要建筑单体出入口；公园、广场等人流密集场所主通道；网吧、酒吧等治安状况复杂场所的出入口。基站包括微基站和宏基站，其布设场景可以选择在高速公路、快速干道、高铁、铁路等沿线，可以优先设置在道路拐点、变坡点、圆曲线交点附近，以及两侧为非建设区的区域；新建城区内先期建设的城市主干道、次干道的交叉路口；用地面积大于20公顷的城市公园等公共空间内；小于或等于500米的段隧道的两端；基站规划确定需要建设基站的地点；气象监测传感器的布设场景可以选择在高速公路、快速路、主干路、次干路、支路、立交、隧道、桥梁、学校、广场、公园、景区、商业步行街等；信息发布屏的布设场景可以选择在市级、区级商业区及步行街；市级、区级重要城市公园；人流量较大且道路等级较低的城市支路。充电设施可以布设在专用露天停车场、路边停车位等允许停车且不影响城市交通的场所。

在本实施例中，视频采集设备是指具有视频摄像、图像捕捉等视频数据采集功能的设备，可远程控制查看现场情况，可存储一定量的视频数据供事后回溯。所述的基站是在一定的无线电覆盖区域，通过通信网络，与移动终端之间进行信息传递的通信设备。可以是4G基站，或者是5G基站，基站分为宏基站与微基站。宏基站体积和功率较大，能承载的用户数量多，覆盖区域较广；微基站体积和功率较小，能承载的用户数量少，覆盖区域较小。公共WLAN是指使用高速宽带无线技术覆盖城市行政区域，提供可随时随地接入的无线网络，提供利用无线终端或无线技术获取信息的服务，并实现无线公共接入、无线定位、视频服务、无线支付等功能。所述车流监测设备通过交通流监测器采集城市交通信息，可实时传递交通状态信息，如车流量、车道平均速度、车道拥堵情况等。公共广播可按区域和功能提供音频广播，并可远程控制播放内容（如政府公告、应急指挥信息等）的设备。环境监测传感器是通过气体、声音传感器监测城市环境参数，如PM2.5、PM10、二氧化碳、二氧化硫、噪声、扬尘、臭氧、光照强度等。气象监测传感器是通过气象传感器监测城市气象参数，如温湿度、风向风速、降雨量、气压、能见度、天空图像、紫外辐射、路面温度、积涝等。无线电监测设备是通过无线电监测设备探测、搜索、截获接收范围内的无线电信号，并对该无线电信号进行分析、识别、监视并获取其技术参数、工作特征和辐射位置等技术信息。一键呼叫是一键式紧急呼叫设备，可进行用户与管理平台值班人员之间的双向通话，快速传递报警信息。信息发布屏是可展示远程发布信息（如交通信息、天气预警、天气实况、环境信息、公益广告等）的显示屏。多媒体交互是通过触摸显示屏，可提供信息查询、电动车充电等交互操作的设备。充电设施是可根据需要提供不同的充电接口，为各种类型的电动汽车、手机提供充电服务的设备。智能网关可集合光端机、路由器、交换机、协议栈和安全芯片、边缘计算单元等功能，实现系统信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制和安全管控，并具有感知网络接入、异常网络互通及通讯与数据格式标准化的设备。

更进一步的，所述接入感知层中，灯具控制模块为STM32控制芯片，所述的一键呼叫为一键式紧急呼叫IP电话，实现用户与管理平台值班人员之间的双向通话，传递咨询或报警信息；公共WLAN是指使用高速宽带无线技术覆盖城市行政区域的无线终端，该无线终端与传输网连接；所述公共广播按区域和功能提供音频广播，通过应用层远程控制播放内容；信息发布屏由应用层远程控制发布信息；智能网关是集合光端机、路由器、交换机、协议栈和安全芯片、边缘计算单元的功能，实现系统信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制和安全管控，并具有感知网络接入、异常网络互通及通讯与数据格式标准化的设备；所述环境监测传感器包括PM2.5检测传感器、PM10检测传感器、二氧化碳检测传感器、二氧化硫检测传感器、噪声检测传感器、扬尘检测传感器、臭氧检测传感器和光照强度检测传感器；所述气象监测传感器用于监测城市气相参数，包括温湿度、风向风速、降雨量、气压、能见度、天空图像、紫外辐射、路面温度和积涝；所述基站是挂载在路灯的灯杆顶部的宏基站或微基站；所述喷淋系统是设置在路灯的灯杆上，喷淋出水雾；所述视频采集设备是具有视频摄像、图像捕捉功能的视频数据采集设备，应用层的用户可远程查看现场情况；所述车流量采集设备用于采集城市交通信息，实时向云服务平台层传递交通状态信息，所述交通状态信息包括车流量、车道平均速度和车道拥堵情况；所述无线电监测设备用于探测、搜索、截获其接收范围内的无线电信号，将接收到的无线电信号传输至云服务平台层，云服务平台层对无线电信号进行分析、识别、监测并获取该无线电信号的技术参数、工作特征和辐射位置；所述交通标志安装在路灯灯杆上；所述充电设施包括手机充电接口和/或电动汽车充电接口；所述停车位监测单元与通过无线传输模块与传输网相连，将停车信息传输至云服务平台层；所述多媒体交互是指触摸显示屏，用于提供信息查询、手机充电或电动汽车充电的交互式设备。

更进一步的，如图3所示，所述智慧照明控制系统管理平台的运营模块包括wifi管理单元、喷淋系统管理单元、一键呼叫管理单元、充电设施管理单元、环境监测单元、信息发布单元、路灯控制单元和电力管理单元；所述wifi管理单元对公共WLAN进行接入管理、身份认证管理、接入设备记录和位置信息管理；所述喷淋系统管理单元对喷淋系统进行控制和环境监测传感器的信息记录，所述充电设施管理单元用于对充电设施进行管理，包括第三方计费系统的接入，第三方计费规则的引入和充放电控制；环境监测单元对数据采集模块中收集到的环境监测传感器和气象监测传感器传输的数据进行记录和存储；信息发布单元对发布的信息进行管理，结合环境监测传感器传输的噪声数据，确定广播信息发布的音量，结合视频采集设备传输的视频信息，获取到人流量信息，确定信息发布的时长；电力管理单元用于对路灯的供电线路进行监控，包括电压数据、电流数据和功率数据。

如图7所示，所述接入感知层还包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器用于检测灯具电压，所述电流互感器用于检测灯具电流，接入感知层中还包括时钟模块，时钟模块与灯具控制模块相连，用户通过应用层的智慧路灯应用在云服务平台层中的智慧照明控制系统管理平台设置接入感知层的时钟模块，实现灯具的定时开关；智慧照明控制系统管理平台根据日出日落时间或手动设置开关灯时间，通过时钟模块实现路灯的自动开关灯操作，灯具控制模块待时钟模块达到计时要求时，发出开关灯指令，灯具控制模块实时调取电压互感器和电流互感器的功率数据，判断该功率数据是否达到开/关灯阈值，若达到开/关灯阈值，则进行开/关灯操作，若没有达到开/关等阈值，则将故障上报至智慧照明控制系统管理平台，智慧照明控制系统管理平台记录该故障，并将故障传输至后台服务模块，后台服务模块安排故障定界和维修。所述开/关灯阈值是指，开灯时，最大亮度的电压为210v，电流0.49A；最小亮度时，电压为220v，电流0.11A；关灯时，电压0v，电流0A。

更进一步地，智慧照明控制系统管理平台的数据管理模块调用环境监测传感器中光照强度监测传感器检测到的光照强度数据，分析当前光照强度是否达到开关灯条件，若达到开关灯条件则将控制指令通过传输层传输至灯具控制模块，灯具控制模块根据接收到的控制指令发出开关灯指令，灯具控制模块实时调取电压互感器和电流互感器的功率数据，判断该功率数据是否达到开/关灯阈值，若达到开/关灯阈值，则进行开/关灯操作，若没有达到开/关等阈值，则将故障上报至智慧照明控制系统管理平台，智慧照明控制系统管理平台记录该故障，并将故障传输至后台服务模块，后台服务模块安排故障定界和维修。所述开/关灯阈值是指，开灯时，最大亮度的电压为210v，电流0.49A；最小亮度时，电压为220v，电流0.11A；关灯时，电压0v，电流0A。

路灯的控制还可以是用户通过应用层的智慧路灯应用向云服务平台层的智慧照明控制系统管理平台下发开关灯指令，智慧照明控制系统管理平台将开关灯指令下发至灯具控制模块，灯具控制模块实时调取电压互感器和电流互感器的功率数据，判断该功率数据是否达到开/关灯阈值，若达到开/关灯阈值，则进行开/关灯操作，若没有达到开/关等阈值，则将故障上报至智慧照明控制系统管理平台，智慧照明控制系统管理平台记录该故障，并将故障传输至后台服务模块，后台服务模块安排故障定界和维修。所述开/关灯阈值是指，开灯时，最大亮度的电压为210v，电流0.49A；最小亮度时，电压为220v，电流0.11A；关灯时，电压0v，电流0A。

在本实施例中，关于智慧城市管理平台，所述智慧城市管理平台获取到接入感知层中公共WLAN、喷淋系统、公共广播、信息发布屏、多功能交互设备、视频采集设备、充电设施的控制权限，智慧城市管理平台的数据管理模块获取到环境监测传感器和气象监测传感器的监测数据；用于登陆应用层中的智慧城管应用，并通过智慧城市管理平台的权限管理模块的认定，通过公共广播和/或信息发布屏向公众发布信息；用于登陆应用层中的智慧城管应用，并通过智慧城市管理平台的数据管理模块调取视频采集设备采集到的视频信息；调取环境监测传感器和气象监测传感器的监测数据，并对调取的数据进行判断，可通过信息发布屏发布相应信息；智慧城市管理平台中获取到的PM2.5检测传感器、PM10检测传感器、扬尘检测传感器和气象传感器检测到的检测数据，若PM2.5、PM10、扬尘和/或温湿度的数据大于预定值或数据较大时，智慧城市管理平台向喷淋系统下发喷淋指令，打开喷淋系统进行喷淋，喷淋系统喷出水雾，降低PM2.5、PM10、扬尘和/或温度或提高湿度。数据采集模块采集环境监测单元中的PM2.5、PM10、扬尘和/或温湿度，判断当前PM2.5，PM10是否大于150μg/ m³，判断当前温度、湿度和扬尘情况是否达到喷淋阈值，并根据当前PM2.5、PM10、温度、湿度和扬尘情况设定喷淋时间，并将设定的喷淋时间传输至喷淋系统，启动喷淋系统进行喷淋，喷淋系统的具体控制流程如图5所示。

同时，如图6所示，智慧城市管理平台外接第三方计费系统，使用方通过多功能交互设备获取到充电设施的接入码，使用方通过扫描多功能交互设备上显示的接入码的二维码，获取到第三方计费系统的登录信息，登录进第三方计费系统中，进行身份认证和识别，选择充电类型和充电口或充电桩，身份认证成功后，第三方计费系统给选定的充电口或充电桩供电，并依照第三方计费系统的计费规则进行计费，用户充电完毕后，在移动终端上点击充电结束，第三方计费系统给选定的充电口或充电桩断电，并将根据计费规则计算费用对该次充电进行结算，使用方结算之后，完成充电。

结束充电后，第三方计费系统对使用方的付费信息进行核验，若使用方没有按时结算，则在使用方下次使用时，先跳出结算界面，待使用方结算清楚之后，再开始下次的充电使用。

当本系统仅仅适用于一个景区或者是园区时，针对景区或者是园区的管理，其并非需要无线电监测、智慧气象、智慧交通、智慧公安应用，其仅仅需要景区管理和对路灯的智慧控制，因此，就可以上上述的智慧照明控制系统管理平台和智慧城市管理平台柔和在一起，形成一个对景区有利的景区管理平台即景区管理平台包含了上述智慧照明控制系统管理平台和智慧城市管理平台的所有功能。

关于智慧交通的应用是依靠先进适用的交通模型和算法对交通信号控制参数进行自动优化调整，运用电子、计算机、网络通信和GIS电子地图等技术手段对交通路口进行智能化、科学化交通控制，除实现其原有的线控技术、以及联网等功能外，还将丰富如行人过街、特勤控制等多种控制方式，增强信号机控制的灵活性。智慧交通应用是通过智慧交通管理平台实现指挥中心对路口信号机的网络控制。系统通过在线计算，从预先确定的参数集合里选择周期、绿信比和相位差的组合，给予本地控制器协调一致的最大自由度，来执行交通感应功能。系统管理者必要时可通过交警支队管控中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，达到疏导交通的目的。

智慧交通管理平台能够根据检测到的交通信息实时优化计算控制区域的控制方案，使其适应交通流的变化，满足车辆通行的需求。根据不同的交通状态，达到不同的控制目标。在交通低峰和平峰区间，以减少停车次数，提高平均速度，减少平均行程时间，减少延误为目标；在交通高峰区间，以提高道路通行能力，让尽量多的车辆通过交叉路口为目标。

用户通过应用层的智慧交通应用接入到云服务平台层的智慧交通管理平台中，智慧交通管理平台的数据管理模块调取气象监测传感器和GIS系统的数据，通过对气象监测传感器监测到的能见度、路面温度、积涝情况并结合GIS系统数据进行分析，得到城市道路内的积水、能见度和路面温度情况，通过信息发布屏向驾驶员发布路面积水、能见度和/或路面温度信息；智慧交通管理平台的数据管理模块调取车流量采集设备检测到的车流量、车速和/或车道拥堵情况信息，并结合GIS系统进行分析，得到城市道路内的拥堵情况，并通过信息发布屏发布拥堵信息，提醒驾驶员提前避让拥堵；智慧交通管理平台的数据管理模块通过GIS系统，获取到路口区域内的车流量、人流量和/或视频采集设备采集到的视频信息，通过对路口车流量和/或人流量的分析，向交通信号灯下发控制指令，对交通信号灯进行远程控制。

如图3所示，所述智慧交通管理平台中运营管理模块包括基础参数设置单元、控制参数设置单元、实时状态监测单元、报表统计单元、线协调控制单元、区域协调控制单元、特勤控制单元和基础信息管理单元；所述基础参数设置单元包括对接入感知层的交通信号灯、车流量采集设备的公共参数进行设置和对路口信号机的参数进行设置，所述公共参数包括公共时间参数、控制参数和服务器参数；路口信号机的参数包括路口基本信息、相位参数、冲突相位、阶段参数、方案参数、时段参数、调度计划、方案设置向导、感应控制设置向导、手动控制设置、模拟演示设置和实时灯态查看设置。

所述路口基本信息包括路口位置信息、路口各方向的车道数、路口各方向车流量峰值、相邻路口及路口间距；所述相位参数和冲突相位的设置，是根据交叉路口的交通流状况设置的，所述相位参数包括行人过街绿灯时间、行人清空时间、最小绿灯时间、单位绿灯延长时间、最大绿灯时间Ⅰ，最大绿灯时间Ⅱ、弹性相位固定绿灯时间、绿闪时间、相位类型、相位属性、方向标识和车道标识。

冲突相位的设置能够有效预防操作人员误操作产生绿冲突。设置完冲突相位后，一旦操作人员将相冲突的相位设置为同一阶段号的放行相位时，会有相应的提示信息，不允许设置。

所述阶段参数包括放行相位、阶段绿灯时间、阶段红灯时间、阶段黄灯时间和阶段选项参数。操作人员可以选择从信号机或者从数据库读取阶段参数数据，操作人员可以通过点选图形化界面设置放行相位，直观、简洁的可视化操作一目了然。设置完成后，可以选择设置到信号机或者写入数据库。

所述方案参数数据包括对应的阶段配时表、周期时长、相位差和协调相位，其中相位差和协调相位用于协调控制。

操作人员可以选择从信号机或者从数据库读取时段参数数据，每个时段表可分别预设48个时段事件，每个时段事件包括五个参数：时段事件号、开始时间（时）、开始时间（分）、控制方式、配时方案号。开始时间（时）和开始时间（分）共同使用，代表此时段事件开始执行的时间，直到下个时段事件开始时结束。设置完成后，可以选择设置到信号机或者写入数据库。操作人员可以选择从信号机或者从数据库读取时段参数数据。调度计划参数设置要对四个参数进行设置，包括：调度日（按周）、调度月、调度日（按月）和时段表号，主要用来控制某天执行某个方案表。调度月和调度日（按月）配合使用，代表某月的某天执行某个时段表，而调度日（按周）代表一周中的某一天执行某个时段表，其在一年中是按周循环执行。在选择时段表号是要保证选择的时段表是进行了正确设置的。调度月和调度日（按月）的优先级高于调度日（按周），也就是如果某一年中的某一天既设置了调度月和调度日（按月），也设置了调度日（按周），则其按照调度月和调度日（按月）执行对应的时段表。设置完成后，可以选择设置到信号机或者写入数据库。

方案设置向导是为了引导操作人员针对同一个路口，进行数据库的各参数设置，并选择是否将方案下发到信号机内。一共包含四个步骤，依次是：阶段参数设置、方案参数设置、时段参数设置、调度计划参数设置。当方案设置完毕后，会提示“是否下发信号机”，操作人员可以根据实际情况进行选择。

感应控制是交叉路口信号机根据车辆检测器测得的交通流数据来调节信号显示时间的控制方式。感应控制设置向导是方案设置向导的特例，引导操作人员方便快捷地设置感应控制。系统提供7种手动控制信号机操作：开启黄闪、开启全红、关闭信号灯、信号机校时、信号机恢复、信号机重启、查询信号机时间。同时系统还提供操作人员查看路口信号灯的实时信号控制情况。系统提供路口方案的模拟演示功能，便于操作人员检查方案设置效果，观察演示效果没有问题后，操作人员可以选择将当前模拟的阶段表设置至信号机。实施灯态查看可以查看该路口信号灯状态和当前信号机的各参数情况。

所述线协调控制单元，具体是把一条道路上多个相邻交叉路口的交通信号协调起来加以控制。线协调控制分为单向协调控制和双向协调控制两种。单线协调由于控制的单向性，只要保证控制范围内的路口有公共周期，根据路口间距和平均车速可测算出路口间的相位差，进行协调控制。双向道路交通的信号协调控制，在各交叉口间距相等时，比较容易实现，且当信号间车辆行驶时间正好是线控系统周期时长一半的整数倍时，可获得理想的效果。各交叉口间距不等时，信号协调控制就较难实现，必须采取试探与折中方法求得信号协调，否则会损失信号的有效通车时间，提高相交道路上车辆的延误。单向线协调由于控制的单向性，只要保证控制范围内的路口有公共周期，根据路口间距、平均车速和预留时间可测算出路口间的绝对时差，进行协调。线协调设置向导分两个阶段：线协调控制参数计算和线协调控制参数设置。线协调参数计算获取路段中各路口的相关数据，计算绝对时差（即相位差）。线协调控制参数设置根据计算结果配置阶段参数、方案参数、时段参数、调度计划参数。

双向绿波协调控制一般采用续进式进行协调控制，根据路上的要求车速与交叉口的间距，确定合适的时差，用以协调各相邻交叉口上绿灯的启亮时间，使在上游交叉口上绿灯启亮后开出的车辆，以适当的车速行驶，可正好在下游交叉口绿灯启亮时到达。如此，使进入系统的车辆可连续通过若干个交叉口。双向绿波协调需要的要素：交叉口间距、街道及交叉口的布局、交通量、交通管制规则、平均车速；计算得到配时方案；选定周期时长；确定信号时差。

在交通信号系统控制方案实施时，需要执行绿波控制的路段上，由于交通流特性和路口间距特性，如果将全部交叉口纳入同一个路段，让车辆一次通过所有路口难度较大。因此应该有选择地进行分路段控制。以间距较大的路口作为路段的划分点，因为间距太大（超过1000米）干扰变大，会导致车流离散，形成不了连续的车流，控制效果会下降。各交叉口大小不一、交通特征不尽相同，如把所有路口纳入同一路段，这些路口势必会在信号周期、绿信比上保持一致比较困难，并严重影响线控道路相交道路上车辆的利益。

所述区域协调控制单元把城市某一区域内的多个交叉路口交通信号协调起来加以控制的控制方式。区域协调设置向导分三个阶段：区域管理、区域协调控制参数计算和区域协调控制参数设置。区域管理，可以新增、查看、删除区域信息。区域协调控制参数计算，计算区域的绝对时差。区域协调控制参数设置，根据计算结果配置阶段参数、方案参数、时段参数、调度计划参数。

所述特勤控制单元系统将需特勤控制线路上的交叉口的特勤方案，预存到各信号机内，当车队接近特勤线路上的相应交叉口时，由路口值勤民警通知中心值班人，中心通过人工方式启动、撤消相应路口的特勤方案。特勤控制管理分单路口特勤控制和多路口特勤控制。单路口特勤控制，可以查看路口信号机的实时信号控制情况和手动控制路口相位状态，执行单路口特勤。多路口特勤控制，可以新增、查看、删除和执行特勤控制方案。特勤控制是由应用层，通过网络向路口信号机发送包含放行相位，绿灯时间等参数的控制，由路口信号机修改下个阶段的放行相位，并且立刻结束当前阶段的长绿时间，直接进入绿闪，这样能平滑的进入到特勤控制。特勤控制完成后，将回到原来的控制方式中去。

用户能够在控制中心对人工特勤进行控制，从预先配置好的警卫路线预案中选择，为执行警卫任务的车队和其它特勤车辆（如消防车、紧急救护车、工程抢险车等）提供快速通行路线。特勤控制单元系统将需特勤控制线路上的交叉口的特勤方案，预存到各信号机内，当车队接近特勤线路上的相应交叉口时，由路口值勤民警通知中心值班人，中心通过人工方式启动、撤消相应路口的特勤方案。

基础信息管理单元包括多路口灯态实时显示、设备参数查询、车流量采集设备参数查询、控制参数查询、模块参数查询和信号机参数查询；所述报表统计单元用于交通检测数据统计和信号灯故障统计。

更进一步地，用户通过应用层的无线电管理应用接入到云服务平台层的无线电管理平台中，无线电管理平台的数据处理模块接收接入感知层中无线电监测设备监测到的无线电信号，并结合GIS系统，对无线电信号进行分析、识别、监测并获取该无线电信号的技术参数、工作特征和辐射位置。

用户通过智慧气象应用接入到云服务平台层的智慧气象管理平台中，智慧气象管理平台的数据管理模块接收气象监测传感器传输的检测数据，对城市气象参数进行监测，包括温湿度、风向风速、降雨量、气压、能见度、天空图像、紫外辐射、路面温度和积涝；智慧气象管理平台获取信息发布屏和公共广播的控制权限，在紧急情况下通过信息发布屏和公共广播向大众发布预警信息。

用户通过智慧停车应用接入到云服务平台层的智慧停车管理平台中，智慧停车管理平台的数据管理模块获取到接入感知层中的停车位监测设备的监测数据，对城市道路内的停车位进行监控和管理。

用户通过智慧公安应用接入到云服务平台层的智慧公安管理平台，智慧公安管理平台的数据管理模块接收视频采集设备、一键呼叫传输的数据，对其辖区进行视频监控，智慧公安管理平台获取公共广播、信息发布屏的控制权限，在紧急情况下通过公共广播和信息发布屏发布预警信息。

一键呼叫按钮被触发，云服务平台层的智慧公安管理平台的数据管理模块接收到触发信号，调用触发信号的路灯的区域信息和地理位置信息，并将该语音请求转接到运营支撑管理模块中；智慧公安管理平台的在线服务人员与触发一键呼叫按钮的用户进行语音沟通，数据管理模块并调用该路灯上的视频采集设备的视频信息，或附近路灯上的视频采集设备的视频信息，并将视频信息传输至运营支撑管理模块，对正在进行语音沟通的人员进行视频监控。

如图4所示，公共WLAN的无线终端通过POE交换机与传输层的网络连接，云服务平台层的接入管理模块，对于传输层相连的无线终端进行认证审核和接口安全控制，移动终端进入公共WLAN覆盖区域内并接入该公共WLAN时，接入管理模块对接入公共WLAN网络的移动终端设备进行设备认证，认证成功后，移动终端连入公共WLAN网络，接入管理模块存储该移动终端信息，包括设备编码、接入时间、上网时间。

所述认证方式包括短信、微信和/或账号密码登陆认证。

当通过公共广播发布语音广播时，数据管理模块获取当前广播区域内环境监测传感器获取到的噪声数据，对噪声数据进行分析，根据当前广播区域内的噪声大小确定广播的音量；数据管理模块获取当前广播区域内的车流量采集设备检测到的车流量，或视频采集设备采集到的人流量信息，确定广播时间，并将确定的广播音量和广播时间数据传输至公共广播模块，播放需要广播的语音信息。

Claims (16)

1.一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：包括应用层、云服务平台层、传输层、接入感知层和基础设施层，所述应用层至少包括智慧照明，还包括智慧城管、智慧交通、无线电管理、智慧气象、智慧停车和智慧公安中的一种或多种的组合；

所述云服务平台层至少包括智慧照明控制系统管理平台、GIS系统和物联网，还包括智慧城市管理平台、智慧交通管理平台、无线电管理平台、智慧气象管理平台、智慧停车管理平台和智慧公安管理平台中的一种或多种的组合；所述传输层包括有线和/或无线传输网络；

所述接入感知层至少包括灯具控制模块、一键呼叫、公共WLAN、公共广播、信息发布屏、智能网关、无线传输模块、环境监测传感器、气象监测传感器、基站、喷淋系统和视频采集设备，还包括车流量采集设备、无线电监测设备、交通标志、充电设施、交通信号灯、路口信号机、停车位监测设备、路测单元和多媒体交互中的一种或多种的组合；

所述基础设施层包括智慧路灯的灯杆、智能电源、防雷/配电、光纤盒、供水水管、太阳能供电系统、地下供电缆线和路灯箱式变压器中的一种或多种的组合；所述基础设施层用于挂载接入感知层中的感知设备，所述接入感知层通过传输层将其采集到的数据信息传输至云服务平台层，云服务平台层与应用层对应，云服务平台层中各平台通过API接口与其对应的应用层中的应用相接，将数据传输至应用层；

接入感知层中的视频采集设备直接通过传输层与云服务平台层相连，接入感知层的智能网关将路灯的感知信息通过传输层传输至云服务平台层的智慧照明控制系统管理平台中，智慧照明控制系统管理平台下发的控制信息通过传输层和智能网关传输至接入感知层的灯具控制模块；所述基站与传输层相连；接入感知层中感知到其他感知信息通过无线传输模块传输至传输层，经传输层传输至云服务平台层；云服务平台层中的GIS系统采集基础设施层中路灯杆体的位置信息，并记录在GIS系统中；

云服务平台层中的各管理平台均包括数据管理模块、日志管理模块、运营支撑模块、后台服务模块、权限管理模块和接入管理模块；所述数据管理模块对接入感知层传输的数据进行统一管理，并通过物联网实现与其他管理平台之间的数据交换；所述日志管理模块对所在的管理平台以及与其对应的接入感知层的前端设备的设置、修改和资料删除进行完整记录，对管理平台生成的日志进行保存，日志管理模块对管理平台生成的日志进行修改和删除保护，禁止对日志进行修改和删除，日志保存时间不少于6个月；所述运营支撑模块对于其管理平台对应的接入感知层中的设备的数据采集、参数设置和操作控制，结合GIS将所有智慧路灯的位置信息载入管理平台，形成站点地图，对智慧路灯进行资产统计、精准定位及追溯；所述后台服务模块包括对其管理平台对应的接入感知层的设备的全生命周期管理，包括生产、调配、使用、退役各状态下的资产管理、故障定界、工单管理、装维服务、预测性维护和在线客服；所述权限管理模块对访问者进行身份码和密码双重认证，对用户进行权限配置，定义用户的优先使用权，对用户权限进行在线授权、转移和取消，根据用户角色属性提供不同的管理权限和界面，在角色权限配置中针对功能进行授权；所述接入管理模块定义各个模块单元的认证标识，在接入网络内进行认证审核，对平台与接入感知层中的设备之间的双方通信进行数据加密，在接入点的网络边界进行接口安全控制；

智慧照明控制系统管理平台的数据管理模块调用环境监测传感器中光照强度监测传感器检测到的光照强度数据，分析当前光照强度是否达到开关灯条件，若达到开关灯条件则将控制指令通过传输层传输至灯具控制模块，灯具控制模块根据接收到的控制指令发出开关灯指令，灯具控制模块实时调取电压互感器和电流互感器的功率数据，判断该功率数据是否达到开/关灯阈值，若达到开/关灯阈值，则进行开/关灯操作，若没有达到开/关等阈值，则将故障上报至智慧照明控制系统管理平台，智慧照明控制系统管理平台记录该故障，并将故障传输至后台服务模块，后台服务模块安排故障定界和维修；

用户通过应用层的智慧交通应用接入到云服务平台层的智慧交通管理平台中，智慧交通管理平台的数据管理模块调取气象监测传感器和GIS系统的数据，通过对气象监测传感器监测到的能见度、路面温度、积涝情况并结合GIS系统数据进行分析，得到城市道路内的积水、能见度和路面温度情况，通过信息发布屏向驾驶员发布路面积水、能见度和/或路面温度信息；智慧交通管理平台的数据管理模块调取车流量采集设备检测到的车流量、车速和/或车道拥堵情况信息，并结合GIS系统进行分析，得到城市道路内的拥堵情况，并通过信息发布屏发布拥堵信息，提醒驾驶员提前避让拥堵；智慧交通管理平台的数据管理模块通过GIS系统，获取到路口区域内的车流量、人流量和/或视频采集设备采集到的视频信息，通过对路口车流量和/或人流量的分析，向交通信号灯下发控制指令，对交通信号灯进行远程控制；

所述智慧交通管理平台中运营管理模块包括基础参数设置单元、控制参数设置单元、实时状态监测单元、报表统计单元、线协调控制单元、区域协调控制单元、特勤控制单元和基础信息管理单元；所述基础参数设置单元包括对接入感知层的交通信号灯、车流量采集设备的公共参数进行设置和对路口信号机的参数进行设置，所述公共参数包括公共时间参数、控制参数和服务器参数；路口信号机的参数包括路口基本信息、相位参数、冲突相位、阶段参数、方案参数、时段参数、调度计划、方案设置向导、感应控制设置向导、手动控制设置、模拟演示设置和实时灯态查看设置；

所述阶段参数包括放行相位、阶段绿灯时间、阶段红灯时间、阶段黄灯时间和阶段选项参数；所述路口基本信息包括路口位置信息、路口各方向的车道数、路口各方向车流量峰值、相邻路口及路口间距；所述相位参数和冲突相位的设置，是根据交叉路口的交通流状况设置的，设置完冲突相位后，一旦操作人员将相冲突的相位设置为同一阶段号的放行相位时，会有相应的提示信息，不允许设置；所述相位参数包括行人过街绿灯时间、行人清空时间、最小绿灯时间、单位绿灯延长时间、最大绿灯时间Ⅰ，最大绿灯时间Ⅱ、弹性相位固定绿灯时间、绿闪时间、相位类型、相位属性、方向标识和车道标识；

所述线协调控制单元，具体是把一条道路上多个相邻交叉路口的交通信号协调起来加以控制，线协调控制采用单向协调控制或双向协调控制两种；线协调设置向导分两个阶段：线协调控制参数计算和线协调控制参数设置；线协调控制参数计算获取路段中各路口的相关数据，计算绝对时差；线协调控制参数设置根据计算结果配置阶段参数、方案参数、时段参数、调度计划参数；

所述区域协调控制单元把城市某一区域内的多个交叉路口交通信号协调起来加以控制；区域协调设置向导分三个阶段：区域管理、区域协调控制参数计算和区域协调控制参数设置；区域管理用于新增、查看、删除区域信息；区域协调控制参数计算用于计算区域的绝对时差；区域协调控制参数设置是根据计算结果配置阶段参数、方案参数、时段参数、调度计划参数；

当通过公共广播发布语音广播时，数据管理模块获取当前广播区域内环境监测传感器获取到的噪声数据，对噪声数据进行分析，根据当前广播区域内的噪声大小确定广播的音量；数据管理模块获取当前广播区域内的车流量采集设备检测到的车流量，或视频采集设备采集到的人流量信息，确定广播时间，并将确定的广播音量和广播时间数据传输至公共广播模块，播放需要广播的语音信息；

所述智慧城市管理平台获取到接入感知层中公共WLAN、喷淋系统、公共广播、信息发布屏、多功能交互设备、视频采集设备、充电设施的控制权限，智慧城市管理平台的数据管理模块获取到环境监测传感器和气象监测传感器的监测数据；用于登陆应用层中的智慧城管应用，并通过智慧城市管理平台的权限管理模块的认定，通过公共广播和/或信息发布屏向公众发布信息；用于登陆应用层中的智慧城管应用，并通过智慧城市管理平台的数据管理模块调取视频采集设备采集到的视频信息；调取环境监测传感器和气象监测传感器的监测数据，并对调取的数据进行判断，可通过信息发布屏发布相应信息；智慧城市管理平台中获取到的PM2.5检测传感器、PM10检测传感器、扬尘检测传感器和气象传感器检测到的检测数据，若PM2.5、PM10、扬尘和/或温湿度的数据大于预定值或数据较大时，智慧城市管理平台向喷淋系统下发喷淋指令，打开喷淋系统进行喷淋，喷淋系统喷出水雾，降低PM2.5、PM10、扬尘和/或温度或提高湿度。

2.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：所述接入感知层中，灯具控制模块为STM32控制芯片，所述的一键呼叫为一键式紧急呼叫IP电话，实现用户与管理平台值班人员之间的双向通话，传递咨询或报警信息；公共WLAN是指使用高速宽带无线技术覆盖城市行政区域的无线终端，该无线终端与传输网连接；所述公共广播按区域和功能提供音频广播，通过应用层远程控制播放内容；信息发布屏由应用层远程控制发布信息；智能网关是集合光端机、路由器、交换机、协议栈和安全芯片、边缘计算单元的功能，实现系统信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制和安全管控，并具有感知网络接入、异常网络互通及通讯与数据格式标准化的设备；所述环境监测传感器包括PM2.5检测传感器、PM10检测传感器、二氧化碳检测传感器、二氧化硫检测传感器、噪声检测传感器、扬尘检测传感器、臭氧检测传感器和光照强度检测传感器；所述气象监测传感器用于监测城市气相参数，包括温湿度、风向风速、降雨量、气压、能见度、天空图像、紫外辐射、路面温度和积涝；所述基站是挂载在路灯的灯杆顶部的宏基站或微基站；所述喷淋系统是设置在路灯的灯杆上，喷淋出水雾；所述视频采集设备是具有视频摄像、图像捕捉功能的视频数据采集设备，应用层的用户可远程查看现场情况；所述车流量采集设备用于采集城市交通信息，实时向云服务平台层传递交通状态信息，所述交通状态信息包括车流量、车道平均速度和车道拥堵情况；所述无线电监测设备用于探测、搜索、截获其接收范围内的无线电信号，将接收到的无线电信号传输至云服务平台层，云服务平台层对无线电信号进行分析、识别、监测并获取该无线电信号的技术参数、工作特征和辐射位置；所述交通标志安装在路灯灯杆上；所述充电设施包括手机充电接口和/或电动汽车充电接口；所述停车位监测单元与通过无线传输模块与传输网相连，将停车信息传输至云服务平台层；所述多媒体交互是指触摸显示屏，用于提供信息查询、手机充电或电动汽车充电的交互式设备。

3.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：所述智慧照明控制系统管理平台的运营模块包括wifi管理单元、喷淋系统管理单元、一键呼叫管理单元、充电设施管理单元、环境监测单元、信息发布单元、路灯控制单元和电力管理单元；所述wifi管理单元对公共WLAN进行接入管理、身份认证管理、接入设备记录和位置信息管理；所述喷淋系统管理单元对喷淋系统进行控制和环境监测传感器的信息记录，所述充电设施管理单元用于对充电设施进行管理，包括第三方计费系统的接入，第三方计费规则的引入和充放电控制；环境监测单元对数据采集模块中收集到的环境监测传感器和气象监测传感器传输的数据进行记录和存储；信息发布单元对发布的信息进行管理，结合环境监测传感器传输的噪声数据，确定广播信息发布的音量，结合视频采集设备传输的视频信息，获取到人流量信息，确定信息发布的时长；电力管理单元用于对路灯的供电线路进行监控，包括电压数据、电流数据和功率数据。

4.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：所述接入感知层还包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器用于检测灯具电压，所述电流互感器用于检测灯具电流，接入感知层中还包括时钟模块，时钟模块与灯具控制模块相连，用户通过应用层的智慧路灯应用在云服务平台层中的智慧照明控制系统管理平台设置接入感知层的时钟模块，实现灯具的定时开关；智慧照明控制系统管理平台根据日出日落时间或手动设置开关灯时间，通过时钟模块实现路灯的自动开关灯操作，灯具控制模块待时钟模块达到计时要求时，发出开关灯指令，灯具控制模块实时调取电压互感器和电流互感器的功率数据，判断该功率数据是否达到开/关灯阈值，若达到开/关灯阈值，则进行开/关灯操作，若没有达到开/关等阈值，则将故障上报至智慧照明控制系统管理平台，智慧照明控制系统管理平台记录该故障，并将故障传输至后台服务模块，后台服务模块安排故障定界和维修。

5.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：用户通过应用层的智慧路灯应用向云服务平台层的智慧照明控制系统管理平台下发开关灯指令，智慧照明控制系统管理平台将开关灯指令下发至灯具控制模块，灯具控制模块实时调取电压互感器和电流互感器的功率数据，判断该功率数据是否达到开/关灯阈值，若达到开/关灯阈值，则进行开/关灯操作，若没有达到开/关等阈值，则将故障上报至智慧照明控制系统管理平台，智慧照明控制系统管理平台记录该故障，并将故障传输至后台服务模块，后台服务模块安排故障定界和维修。

6.如权利要求4或5所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：所述开/关灯阈值是指，开灯时，最大亮度的电压为210v，电流0.49A；最小亮度时，电压为220v，电流0.11A；关灯时，电压0v，电流0A。

7.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：数据采集模块采集环境监测单元中的PM2.5、PM10、扬尘和/或温湿度，判断当前PM2.5，PM10是否大于150μg/ m³，判断当前温度、湿度和扬尘情况是否达到喷淋阈值，并根据当前PM2.5、PM10、温度、湿度和扬尘情况设定喷淋时间，并将设定的喷淋时间传输至喷淋系统，启动喷淋系统进行喷淋。

8.如权利要求1或7所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：智慧城市管理平台外接第三方计费系统，使用方通过多功能交互设备获取到充电设施的接入码，使用方通过扫描多功能交互设备上显示的接入码的二维码，获取到第三方计费系统的登录信息，登录进第三方计费系统中，进行身份认证和识别，选择充电类型和充电口或充电桩，身份认证成功后，第三方计费系统给选定的充电口或充电桩供电，并依照第三方计费系统的计费规则进行计费，用户充电完毕后，在移动终端上点击充电结束，第三方计费系统给选定的充电口或充电桩断电，并将根据计费规则计算费用对该次充电进行结算，使用方结算之后，完成充电。

9.如权利要求8所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：结束充电后，第三方计费系统对使用方的付费信息进行核验，若使用方没有按时结算，则在使用方下次使用时，先跳出结算界面，待使用方结算清楚之后，再开始下次的充电使用。

10.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：用户通过应用层的无线电管理应用接入到云服务平台层的无线电管理平台中，无线电管理平台的数据处理模块接收接入感知层中无线电监测设备监测到的无线电信号，并结合GIS系统，对无线电信号进行分析、识别、监测并获取该无线电信号的技术参数、工作特征和辐射位置。

11.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：用户通过智慧气象应用接入到云服务平台层的智慧气象管理平台中，智慧气象管理平台的数据管理模块接收气象监测传感器传输的检测数据，对城市气象参数进行监测，包括温湿度、风向风速、降雨量、气压、能见度、天空图像、紫外辐射、路面温度和积涝；智慧气象管理平台获取信息发布屏和公共广播的控制权限，在紧急情况下通过信息发布屏和公共广播向大众发布预警信息。

12.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：用户通过智慧停车应用接入到云服务平台层的智慧停车管理平台中，智慧停车管理平台的数据管理模块获取到接入感知层中的停车位监测设备的监测数据，对城市道路内的停车位进行监控和管理。

13.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：用户通过智慧公安应用接入到云服务平台层的智慧公安管理平台，智慧公安管理平台的数据管理模块接收视频采集设备、一键呼叫传输的数据，对其辖区进行视频监控，智慧公安管理平台获取公共广播、信息发布屏的控制权限，在紧急情况下通过公共广播和信息发布屏发布预警信息。

14.如权利要求13所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：一键呼叫按钮被触发，云服务平台层的智慧公安管理平台的数据管理模块接收到触发信号，调用触发信号的路灯的区域信息和地理位置信息，并将该语音请求转接到运营支撑管理模块中；智慧公安管理平台的在线服务人员与触发一键呼叫按钮的用户进行语音沟通，数据管理模块并调用该路灯上的视频采集设备的视频信息，或附近路灯上的视频采集设备的视频信息，并将视频信息传输至运营支撑管理模块，对正在进行语音沟通的人员进行视频监控。

15.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：公共WLAN的无线终端通过POE交换机与传输层的网络连接，云服务平台层的接入管理模块，对于传输层相连的无线终端进行认证审核和接口安全控制，移动终端进入公共WLAN覆盖区域内并接入该公共WLAN时，接入管理模块对接入公共WLAN网络的移动终端设备进行设备认证，认证成功后，移动终端连入公共WLAN网络，接入管理模块存储该移动终端信息，包括设备编码、接入时间、上网时间。

16.如权利要求1所述的一种基于智慧路灯的城市控制管理系统，其特征在于：所述认证方式包括短信、微信和/或账号密码登陆认证。

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