CN111754686B - 一种高速路智慧灯杆的充电方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高速路智慧灯杆的充电方法、装置和系统，高速路智慧灯杆的充电方法包括：智慧灯杆感知高速路服务区充电站的基础数据；智慧灯杆根据所述基础数据分析能够接受的待充电车辆的种类和数量上限，形成充电车位数据；智慧灯杆感知待充电车辆车况数据和运行数据，匹配所述充电车位数据；智慧灯杆分析数据，并根据分析结果向所述待充电车辆发送指示信息。通过实施本发明申请的技术方案，智慧灯杆解决了电动汽车种类繁多，充电困难的现实问题，具有智通过部署在道路两旁的智慧灯杆、车载装置、高速公路服务区充电站及充电桩之间进行双向信息交互的优点，具有对待充电车辆的进行有序调度的优点；具有驾驶员体验效果好、节约能源、节约时间、避免交通拥堵的有益效果。

Description

一种高速路智慧灯杆的充电方法、装置和系统
技术领域
本发明属于智慧灯杆技术领域，具体涉及一种高速路智慧灯杆的充电方法、装置和系统。
背景技术
随着物联网的发展、5G正式商用，车联网已经作为车载装置与高速公路智慧灯杆互联应用的重点场景。车路协同需要建设相对应的基础道路设施，以满足车路协同的需要，而目前市政道路上承载的基础设施集中在天然气、电力、通讯、供热、给排水、路灯、交通指示牌等，如果再增加车路协同基础设施的建设，道路已经不堪重负。同时，高速公路服务区布局不能太过紧密，只能选择城市郊区或地理位置相对较偏远的地区，导致充电站建设所需基础设施建设成本比较高、效率低。为此，现有高速路服务区通常因地制宜，合理利用高速公路路灯系统，搭建了可以结合互联通讯、网络系统的综合性服务区。近年来，国家对能源与环境的要求逐渐高，电动汽车应运而生并逐渐推广。本发明所要解决的技术问题是提供一种建立基于移动互联网技术和云平台的高速公路智慧灯杆充电装置，实现智慧灯杆网络和高速公路用户充电需求的信息交互，实时查询高速公路服务区充电站的运行状态，合理安排待充电车辆及时充电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速路智慧灯杆的充电方法、装置和系统，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明申请实施例提供了一种高速路智慧灯杆的充电方法，所述方法包括：
智慧灯杆感知高速路服务区充电站的基础数据；
智慧灯杆根据所述基础数据分析能够接受的待充电车辆的种类和数量上限，形成充电车位数据；
智慧灯杆感知待充电车辆车况数据和运行数据，匹配所述充电车位数据；
智慧灯杆分析数据，并根据分析结果向所述待充电车辆发送指示信息。
优选地，所述智慧灯杆感知高速路服务区充电站的基础数据中，所述基础数据包括，所述高速路服务区充电站充电桩总数量、排队等待充电的车辆数量、正在使用的充电桩数量、空闲停车位数量、充电车位地点、车位种类；所述车位种类分为大型车、小型车、中型车；所述根据分析结果向车辆发送指示信息是通过包括Wi-Fi、Zigbee、GPRS、CDMA、3G、4G、5G、有线或卫星通讯方式实现的。
优选地，所述智慧灯杆根据所述基础数据分析能够接受的待充电车辆的种类和数量上限，形成充电车位数据的具体步骤，包括：
智慧灯杆向高速路服务区充电站控制装置调取高速路服务区充电站充电桩总数量和正在使用的充电桩数量，相减得出空置充电桩的数量；
智慧灯杆向高速路服务区充电站控制装置调取空闲停车位数量，计算得出每个空置充电桩平均对应的空闲停车位数量；
智慧灯杆确定采用快充模式的充电桩和采用慢充模式的充电桩，并分别对应所述车位种类，形成充电车位数据；所述充电车位数据，包括：快充大型车的数量、快充小型车的数量、快充中型车的数量、慢充大型车的数量、慢充小型车的数量、慢充中型车的数量。
优选地，所述智慧灯杆感知待充电车辆车况数据和运行数据，匹配所述充电车位数据的具体步骤包括：
智慧灯杆接收行驶在高速公路上的车辆发送来的车况数据；
智慧灯杆将所述车况数据匹配到所述充电车位数据，判断是否有空余充电车位；
智慧灯杆如果判断否，则无空余充电车位，智慧灯杆更换高速路服务区充电站，进行所述步骤智慧灯杆将所述车况数据匹配到所述充电车位数据，判断是否有空余充电车位；
智慧灯杆如果判断是，则有空余充电车位，智慧灯杆向所述车辆调取运行数据和车况数据，分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位；
智慧灯杆如果判断是，则能够行驶到所述空余充电车位；
智慧灯杆如果判断否，则不能行驶到所述空余充电车位。
优选地，所述智慧灯杆向所述车辆调取运行数据和车况数据，分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位的具体步骤，包括：
智慧灯杆调取车辆当前位置，目的地确定为所述空余充电车位的具体位置，并计算两个位置之间的距离作为必须行驶里程；
智慧灯杆调取车辆当前剩余电量，匹配车况数据中的车型信息、配置信息和电池信息，根据所述必须行驶里程计算出最长行驶里程；
智慧灯杆调取车辆内温度，并调取气象温度，判断车内是否已经开启空调，或存在将开启空调的可能性，调取交通畅通度，判断交通畅通级别，计算出最短行驶里程；
智慧灯杆判断，如果所述必须行驶里程小于所述最短行驶里程，则所述车辆能够行驶到所述空余充电车位；
智慧灯杆判断，如果所述必须行驶里程大于所述最短行驶里程而小于所述最长行驶里程，则所述车辆可能行驶到所述空余充电车位，智慧灯杆向车载控制装置发出关闭空调，节省电量的提示；
智慧灯杆判断，如果所述必须行驶里程大于所述最长行驶里程，则所述车辆不能行驶到所述空余充电车位。
优选地，所述智慧灯杆分析数据，并根据分析结果向所述待充电车辆发送指示信息的具体步骤，包括：
智慧灯杆向所述能够行驶到所述空余充电车位的所述行驶在高速公路上的车辆发送所述空余充电车位的位置和预约编码；
智慧灯杆向高速路服务区充电站发送所述行驶在高速公路上的车辆的所述车况数据和所述预约编码；
智慧灯杆向所述不能够行驶到所述空余充电车位的所述行驶在高速公路上的车辆发送附近没有匹配到高速路服务区充电站的通知；
智慧灯杆向距离所述行驶在高速公路上的车辆同方向最近的具有充电功能的智慧灯杆发出所述车况数据；
智慧灯杆要求所述具有充电功能的智慧灯杆判断并回复是否具有空余的紧急充电车位；
如果智慧灯杆收到回复为否，则无空余的紧急充电车位，进行所述步骤智慧灯杆向距离所述行驶在高速公路上的车辆同方向最近的具有充电功能的智慧灯杆发出所述车况数据；
如果智慧灯杆收到回复为是，则有空余的紧急充电车位，进行下一步；
智慧灯杆向所述行驶在高速公路上的车辆提供所述空余的紧急充电车位的具体位置并提供预约编码；
智慧灯杆向所述具有充电功能的智慧灯杆发送所述行驶在高速公路上的车辆的车况信息和预约编码。
第二方面，本发明申请实施例提供了一种高速路服务区充电站的控制方法，所述方法包括:
高速路服务区充电站控制装置向智慧灯杆提供高速路服务区充电站充电桩总数量和正在使用的充电桩数量；
高速路服务区充电站控制装置向智慧灯杆提供空闲停车位数量；
高速路服务区充电站控制装置向智慧灯杆提供空闲停车位能够接受的充电车辆的种类；
高速路服务区充电站控制装置接收智慧灯杆发送来的所述行驶在高速公路上的车辆的所述车况数据和所述预约编码。
第三方面，本发明申请实施例提供了一种车载控制方法，应用于车辆高速路充电，所述方法，包括:
待充电车辆向智慧灯杆发送车况数据；
待充电车辆接受智慧灯杆发送来的调取运行数据的指令，并发送所述运行数据；
待充电车辆根据是否能够行驶到所述空余充电车位的情况分别做出反应，能够行驶到所述空余充电车位的待充电车辆，接收智慧灯杆发来的所述空余充电车位的位置和预约编码；不能够行驶到所述空余充电车位的所述待充电车辆，接收智慧灯杆发来的所述空余的紧急充电车位的具体位置和预约编码。
第四方面，本发明申请实施例提供了一种高速路智慧灯杆的充电装置，应用于车辆高速路充电，所述高速路智慧灯杆的充电装置，包括采集单元、边缘计算模块、引导单元、收发模块、判断模块；
所述采集单元，安装在在高速路的智慧灯杆上，所述采集单元包括，充电桩感知模块、道路交通感知模块、路测模块；
所述路测模块,用以实现与车载装置数据交互的低时延、高带宽、多连接的需求；
所述道路交通感知模块，用以感知高速车流量信息；
所述充电桩感知模块，用以感知服务器充电桩数量、正在使用充电桩数量、空闲充电桩数量；
所述边缘计算模块，用以存储所述路测模块采集到的数据并计算；
所述判断模块，用以智慧灯杆将所述车况数据匹配到所述充电车位数据，判断是否有空余充电车位；还用于在有空余充电车位时，智慧灯杆向所述车辆调取运行数据和车况数据，分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位；智慧灯杆要求所述具有充电功能的智慧灯杆判断并回复是否具有空余的紧急充电车位；
所述引导单元，包括：排队模块、发布模块；
排队模块，用以根据车辆充电紧急程度进行评分，并根据评分判断驾驶进入高速路服务区或所述紧急充电车位进行充电的编码顺序；
发布模块，用以将待充电车辆用于充电的编码显示在智慧灯杆显示屏上，引导待充电车辆驶向充电桩或所述紧急充电车位；
所述收发模块，用以将所述路测装置采集到的数据发送到边缘计算模块；还用以将所述路测模块采集到的数据备份和边缘计算中心的计算结果传输给高速交通大脑云计算中心；还用以将所述采集单元与车载控制装置进行数据的实时交互。
第五方面，本发明申请实施例提供了一种高速路服务区充电站的控制装置，所述装置包括，采集模块、分析模块、引导模块、数据交互模块；
所述采集单元，用以，包括电能感知模块、机位感知模块、车型感知模块、车位感知模块；
所述电能感知模块，用以获取高速路服务区充电站充电桩的电能情况，评价充电桩的工作状态；
所述机位感知模块，用以获取高速路服务区充电站充电桩的所述充电车位地点；
所述车型感知模块，用以获取高速路服务区充电站充电桩能够提供充电服务的所述充电车位的种类；所述充电车位的种类，包括，快充大型车、快充小型车、快充中型车、慢充大型车、慢充小型车、慢充中型车；
所述车位感知模块，用以获取高速路服务区充电站所述车位的数量和对应的车位种类，所述车位种类分为大型车、小型车、中型车；
所述引导模块，用以将进入高速路服务区充电站充电的导待充电车辆的编码显示在充电桩上，引导待充电车辆驶向充电桩；
所述时间模块，用以校对高速路服务区内各个充电桩、智慧灯杆的时间；
所述数据交互模块，用以在高速路服务区充电站的控制装置、高速路服务区内各个充电桩、智慧灯杆、车载控制装置之间进行数据传输。
第六方面，本发明申请实施例提供了一种车载控制装置，所述装置包括，采集单元、车况模块、收发模块；
所述采集单元，用以采集车辆运行数据；所述采集单元，包括，路线感知模块、电量感知模块、温度感知模块；
所述路线感知模块，用以获取车辆当前位置、目的地；
所述电量感知模块，用以获取车辆当前电量、最低可行驶里程；
所述温度感知模块，用以获取车辆内温度；
所述车况模块，用以汇集车辆的基本状况，包括车型信息、配置信息、电池信息；
所述时间模块，用以提供待充电车辆的时间信息，提供校对时间；
所述收发模块，用以向路测单元发送请求充电的信息，在发生充电信息时同时触发发送当前车辆数据，包含当前位置、当前电量、可行驶里程、目的地。
第七方面，本发明申请实施例提供了一种高速路智慧灯杆的充电系统，所述系统包括：本发明申请任一实施例所述的高速路智慧灯杆的充电方法，和/或所述的高速路服务区充电站的控制方法，和/或所述的车载控制方法。
第八方面，本发明申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述处理器可执行指令促使所述处理器：实现所述的高速路智慧灯杆的充电方法。
通过智慧灯杆在高速路服务区充电站和待充电车辆之间进行数据交互，具有方便待充电车辆驾驶员实时了解高速路服务区充电站的充电车位的情况的有益效果，可以提升高速公路服务区充电站充电桩的使用效率，减少待充电车辆驾驶员寻找充电桩的困难，避免出现待充电车辆因无法充电而在高速路服务区或紧急停车带等待拖车的情况，具有使得高速公路更加畅通，降低交通事故发生概率和节约时间与能源的有益效果。
本发明技术方案解决了现有新能源汽车在高速路行驶耗电后充电难的技术问题，具有使新能源汽车的活动范围扩大的有益效果。通过实施本发明技术方案，新能源汽车(待充电车辆)可以借助智慧灯杆和高速路服务区充电站在城市之间长途运行，解决了新能源汽车由于充电难，被局限在城市中运行的技术问题；解决了对于跨城出行来说，驾驶员经常遇到的充电难问题；具有使新能源汽车得以通过智慧灯杆进行高速路充电的实时科学规划的有益效果；通过在高速路服务区充电站、智慧灯杆、待充电车辆之间进行实时数据交互，具有使得待充电车辆在高速路充电更加便捷的有益效果。本发明申请技术方案还具有以下优点：依靠车路协同技术，通过在高速公路路灯灯杆上给车路协同装置预留安装位置、数据接口，改造成智慧灯杆的形式，在减少市政设施的重复建设；通过智慧灯杆、高速公路充电站、车载装置之间的信息交互，实现了三者功能模块上数据共享，避免了数据的重复采集和存储，提高了系统运行效率；
通过实施本发明申请的技术方案，解决了电动汽车种类繁多，充电方式可多元的现实问题，为不同种类、不同配置的待充电车辆提供有针对性的充电信息，提高了匹配充电桩的效率，节约了寻找充电桩的时间和能源；智慧灯杆通过部署在道路两旁的路测模块与车载装置进行双向信息交互，可以实现车辆在高速公路行驶中能够自动获得前方高速公路服务区充电站的具体信息，并及时得到充电车位的信息和预约编码；解决了目前高速公路服务区对待充电车辆进行科学、有序调度的技术问题；解决了高速公路电动汽车的充电难所导致的驾驶员大量浪费时间和电能的难题，具有用户体验效果好、节约能源、节约时间、避免交通拥堵的有益效果。
附图说明
图1为本发明申请一实施例的一种高速路智慧灯杆的充电方法的流程示意图；
图2为本发明申请一实施例所述智慧灯杆根据所述基础数据分析能够接受的待充电车辆的种类和数量上限，形成充电车位数据的具体步骤的流程图；
图3为本发明申请一实施例所述智慧灯杆感知待充电车辆车况数据和运行数据，匹配所述充电车位数据的具体步骤的流程图；
图4为本发明申请一实施例的所述智慧灯杆向所述车辆调取运行数据和车况数据，分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位的具体步骤的流程图；
图5为本发明申请一实施例的所述智慧灯杆分析数据，并根据分析结果向所述待充电车辆发送指示信息的具体步骤的流程图；
图6为本发明申请一实施例的一种高速路服务区充电站的控制方法的流程图；
图7为本发明申请一实施例的一种车载控制方法的流程图；
图8为本发明申请一实施例的一种高速路智慧灯杆的充电装置的示意图；
图9为本发明申请一实施例的一种高速路服务区充电站的控制装置的示意图；
图10为本发明申请一实施例的一种车载控制装置的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。
请参阅图1，图1为本发明申请一实施例的一种高速路智慧灯杆的充电方法的流程示意图；所述高速路智慧灯杆的充电方法，包括：
步骤S110、智慧灯杆感知高速路服务区充电站的基础数据；
步骤S120、智慧灯杆根据所述基础数据分析能够接受的待充电车辆的种类和数量上限，形成充电车位数据；
步骤S130、智慧灯杆感知待充电车辆车况数据和运行数据，匹配所述充电车位数据；
步骤S140、智慧灯杆分析数据，并根据分析结果向所述待充电车辆发送指示信息。
具体而言，所述的高速路智慧灯杆的充电方法中，所述智慧灯杆感知高速路服务区充电站的基础数据中，所述基础数据包括，所述高速路服务区充电站充电桩总数量、排队等待充电的车辆数量、正在使用的充电桩数量、空闲停车位数量、充电车位地点、车位种类；所述车位种类分为大型车、小型车、中型车。在步骤智慧灯杆分析数据中，所述数据包括，所述高速路服务区充电站的基础数据、所述充电车位数据、所述待充电车辆车况数据和运行数据。所述根据分析结果向车辆发送指示信息是通过包括Wi-Fi、Zigbee、GPRS、CDMA、3G、4G、5G、有线或卫星通讯方式实现的。同时，高速路智慧灯杆的充电装置、车载控制装置、高速路服务区充电站的控制装置之间的数据交互是通过包括Wi-Fi、 Zigbee、GPRS、CDMA、3G、4G、5G、有线或卫星通讯方式实现的。通过智慧灯杆在高速路服务区充电站和待充电车辆之间进行数据交互，具有方便待充电车辆驾驶员实时了解高速路服务区充电站的充电车位的情况的有益效果，可以提升高速公路服务区充电站充电桩的使用效率，减少待充电车辆驾驶员寻找充电桩的困难，避免出现待充电车辆因无法充电而在高速路服务区或紧急停车带等待拖车的情况，具有使得高速公路更加畅通，降低交通事故发生概率和节约时间与能源的有益效果。
请参考图2，图2为本发明申请一实施例所述智慧灯杆根据所述基础数据分析能够接受的待充电车辆的种类和数量上限，形成充电车位数据的具体步骤的流程图；所述具体步骤包括：
步骤S310、智慧灯杆向高速路服务区充电站控制装置调取高速路服务区充电站充电桩总数量和正在使用的充电桩数量，相减得出空置充电桩的数量；
步骤S320、智慧灯杆向高速路服务区充电站控制装置调取空闲停车位数量，计算得出每个空置充电桩平均对应的空闲停车位数量；
步骤S330、智慧灯杆确定采用快充模式的充电桩和采用慢充模式的充电桩，并分别对应所述车位种类，形成充电车位数据；所述充电车位数据，包括：快充大型车的数量、快充小型车的数量、快充中型车的数量、慢充大型车的数量、慢充小型车的数量、慢充中型车的数量；
具体而言，所述充电车位数据是对应所述车位种类和充电桩功能的实际可以给对应种类的车辆充电的车位数据；所述充电桩分为采用快充模式的充电桩和慢充模式的充电桩。对于仅有一个充电接口的充电桩，所述充电桩可以采用快充模式也可以采用慢充模式的充电桩，智慧灯杆只能确定其中一种充电模式。这是因为一个充电桩只能在一个时间为一台车辆充电。对于一台大型充电设备有多个充电接口，则以该大型充电设备上有效的充电接口的数量，确定为本发明申请实施例的充电桩的数量。当所述大型充电设备上的充电接口的数量大于空闲停车位数量时，由于没有对应的空闲停车位，导致所述大型充电设备上的充电接口出现部分闲置，此时，以所述对应的空闲停车位的数量作为该大型充电设备上有效的充电接口的数量。该技术方案的有益效果是，解决了因高速公路服务区车位紧张，出现的充电接口无法为待充电车辆服务造成的数据分析错误，可以及时避免错误引导待充电车辆长时间排队等候充电。
在一些实施例中，步骤S330之后还包括步骤，智慧灯杆向高速路服务区充电站控制装置调取空闲停车位种类，并根据所述每个空置充电桩对应的空闲停车位的数量判定采用慢充模式的充电桩的比率和快充模式的充电桩的比率；当智慧灯杆发送来的待充电车辆的种类与车位种类不匹配时，智慧灯杆可以指令高速路服务区充电站控制装置调整部分既可以进行快充，也可以进行慢充的充电桩的充电接口的功能，从而使充电桩的快充和慢充功能与待充电车辆的实际需求相匹配。通过此技术方案在具有多个充电接口的大型充电装置中，可以针对不同的充电接口分别设置为快充模式和慢充模式，具有可以提高充电效率，提高设备利用率的有益效果。
请参考图3，图3为本发明申请一实施例所述智慧灯杆感知待充电车辆车况数据和运行数据，匹配所述充电车位数据的具体步骤的流程图；所述具体步骤包括：
步骤S410、智慧灯杆接收行驶在高速公路上的车辆发送来的车况数据；
步骤S420、智慧灯杆将所述车况数据匹配到所述充电车位数据，判断是否有空余充电车位；
步骤S430、智慧灯杆如果判断否，则无空余充电车位，智慧灯杆更换高速路服务区充电站，进行所述步骤S420智慧灯杆将所述车况数据匹配到所述充电车位数据，判断是否有空余充电车位；
具体而言，智慧灯杆更换高速路服务区充电站应当从图1所述步骤S110、智慧灯杆感知高速路服务区充电站的基础数据开始，直到重新得到充电车位数据，此时再进行步骤S420、智慧灯杆将所述车况数据匹配到所述充电车位数据，判断是否有空余充电车位；所述步骤S410、智慧灯杆接收行驶在高速公路上的车辆发送来的车况数据，直接使用，而不必重新向所述车辆调取。此方法步骤具有提高系统运行效率的有益效果；
步骤S440、智慧灯杆如果判断是，则有空余充电车位，智慧灯杆向所述车辆调取运行数据和车况数据，分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位；
步骤S450、智慧灯杆如果判断是，则能够行驶到所述空余充电车位；
步骤S460、智慧灯杆如果判断否，则不能行驶到所述空余充电车位；
具体而言，所述车辆车况数据包括：车型信息、配置信息、电池信息；所述运行数据包括，当前位置、目的地位置、当前电量、可行驶里程、交通畅通度；在一些实施例中可以通过所述车况信息，根据大数据云计算的结果，对车型、配置和电池进行匹配，通过大数据的方法，对所获得的该待充电车辆的数据进行校正和/或纠偏。不同的车型、同一车型不同的配置、电池的种类和电池寿命等都对待充电车辆能否行驶到所述空余充电车位具有影响，因此考虑车况数据具有使得分析结果更加精准可靠的有益效果。
在一些实施例中，智慧灯杆可以通过感知高速车流量信息获得交通畅通度，用以校正来自车载装置的交通畅通度的数值。车载装置中的导航系统可以根据同时在本路段行驶车辆的移动速度直观地反映交通是否畅通。但是在一些特定路段，大量车辆因为特定的原因同时停放，就会导致所述车载装置中的导航系统出现交通拥堵的误报。例如，中小学校门口路段会有大量车辆停靠在路边。但此时交通未必拥堵不畅。因此，通过智慧灯杆可以用来校正来自车载装置的交通畅通度的数值，具有使交通畅通度数值更加精准的有益效果，就可以更加准确的分析出待充电车辆能否行驶到所述空余充电车位的有益效果。
请参考图4，图4为本发明申请一实施例的所述智慧灯杆向所述车辆调取运行数据和车况数据，分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位的具体步骤的流程图；所述具体步骤包括：
步骤S510、智慧灯杆调取车辆当前位置，目的地确定为所述空余充电车位的具体位置，并计算两个位置之间的距离作为必须行驶里程；
步骤S520、智慧灯杆调取车辆当前剩余电量，匹配车况数据中的车型信息、配置信息和电池信息，根据所述必须行驶里程计算出最长行驶里程；
具体而言，所述最长行驶里程，是以所述车况数据中最为有利于待充电车辆行驶的条件的上限值计算出来的待充电车辆所能行驶的最大里程；所述车况数据包括车况模块中的车型信息、配置信息和电池信息；
步骤S530、智慧灯杆调取车辆内温度，并调取气象温度，判断车内是否已经开启空调，或存在将开启空调的可能性，调取交通畅通度，判断交通畅通级别，计算出最短行驶里程；
步骤S540、智慧灯杆判断，如果所述必须行驶里程小于所述最短行驶里程，则所述车辆能够行驶到所述空余充电车位；
步骤S550、智慧灯杆判断，如果所述必须行驶里程大于所述最短行驶里程而小于所述最长行驶里程，则所述车辆可能行驶到所述空余充电车位，智慧灯杆向车载控制装置发出关闭空调，节省电量的提示；
步骤S560、智慧灯杆判断，如果所述必须行驶里程大于所述最长行驶里程，则所述车辆不能行驶到所述空余充电车位；
在一些实施例中，所述步骤S560之后还包括步骤：
步骤S570、智慧灯杆对能够行驶到所述空余充电车位的待充电车辆的必须行驶里程、最长行驶里程、最短行驶里程进行评分，并根据评分确定是否分配所述空余充电车位，及驶入所述空余充电车位的顺序，并依据该顺序进行预约编码。
例如，必须行驶里程为10公里、基准分定为0分；最长行驶里程大于10 公里的，每多1公里加1分；最短行驶里程大于10公里的，每多1公里加2分；最长行驶里程小于10公里的，每少1公里减10分；最短行驶里程小于10公里的，每少1公里减2分。当待充电车辆大于2分时确定分配所述空余充电车位，及驶入所述空余充电车位的顺序，并依据该顺序进行预约编码。通过此评分方法，可以使得同一特定路段的待充电车辆进行评分并排序。同时，可以依据编码引导车辆驶入相对应的空余充电车位，具有使待充电车辆在高速公路服务区充电站进行科学的路面引导的有益效果。
在一些实施例中，可以通过以下算法，解决分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位的问题。例如，首先初始化为智慧灯杆覆盖区域的充电车辆。然后通过迭代找到最优解，最优解具体是指每一个待充电车辆对应的最佳高速公路服务区充电站的充电桩。所述待充电车辆在每一次的迭代过程中，通过智慧灯杆跟踪两个“极值”Pbest和Gbest来更新自己对应的最佳高速公路服务区充电站的充电桩。
在找到这两个最优值后，通过下面的公式来更新车辆的速度和位置。
假设在一个智慧灯杆覆盖区域搜索，车辆的位置Xi＝(Xi1,Xi1,……,Xin)T，速度Vi＝(Vi1,Vi1,……,Vin)T
粒子的速度和位置更新公式为：
Vi(n+1)＝W×Vi+c1×r1×(Pbestin-Xin)+c2×r2×(Gbestin-Xin)
W，为惯性权重；W对应的惯性权重用以对车型信息、配置信息和电池信息进行赋值；i＝1,2…,n；n是车辆的总数；c1，可变学习参考因子，用以对通过车辆内温度和气象温度的差值进行赋值，差值越大，赋值越高。这是因为车内外温度差值越大，车辆耗电量越大；c2，可变学习参考因子，用以对交通畅通度进行赋值。n指当前随机充电车辆，n+1为速度位置更新后的随机充电车辆；r1，r2表示位于(0，1)之间的随机数,随机数取小数点后4位；Pbesti，为个体极值，表示个体车辆与其所即将经过的最近的高速公路服务区的充电站的位置的距离值；Gbesti为全局极值，表示单个智慧灯杆所覆盖的区域内的所有车辆到目前所发现的最近的高速公路服务区充电站的位置的距离值；
根据此公式每计算一个车辆的位置距离值和速度之后，都要对下个车辆进行距离值和速度的更新，使得后面的点更加靠近最小值；
反复进行迭代计算，每次迭代后更新全局极值(最优解)。迭代的目的是使得更多随机车辆参与计算，以找到更优解。最后一次迭代完成并更新全局极值后，该全局极值则作为在算法中的最优解。
高速路智慧灯杆的充电装置的边缘计算模块，根据高速路服务区充电站的控制装置的时间模块设定迭代的次数，并进行所述算法的计算。
请参考图5，图5为本发明申请一实施例的所述智慧灯杆分析数据，并根据分析结果向所述待充电车辆发送指示信息的具体步骤的流程图；所述具体步骤包括：
步骤S610、智慧灯杆向所述能够行驶到所述空余充电车位的所述行驶在高速公路上的车辆发送所述空余充电车位的位置和预约编码；
步骤S620、智慧灯杆向高速路服务区充电站控制装置发送所述行驶在高速公路上的车辆的所述车况数据和所述预约编码；
具体而言，高速路服务区充电站控制装置再分配给充电桩和/或大型充电装置；
步骤S630、智慧灯杆向所述不能够行驶到所述空余充电车位的所述行驶在高速公路上的车辆发送附近没有匹配到高速路服务区充电站的通知；
步骤S640、智慧灯杆向距离所述行驶在高速公路上的车辆同方向最近的具有充电功能的智慧灯杆发出所述车况数据；
步骤S650、智慧灯杆要求所述具有充电功能的智慧灯杆判断并回复是否具有空余的紧急充电车位；
步骤S660、如果智慧灯杆收到回复为否，则无空余的紧急充电车位，进行 S640、所述步骤智慧灯杆向距离所述行驶在高速公路上的车辆同方向最近的具有充电功能的智慧灯杆发出所述车况数据；
具体而言，因为车辆是在不断前行的，所述步骤中的智慧灯杆，应该是距离车辆最近的智慧灯杆，所述数据可以在智慧灯杆之间交互，也可以通过一定路段的智慧灯杆共同的上级控制装置进行同一调配和控制，并随着所述车辆的运动在不同的上级控制装置之间进行交互；
步骤S670、如果智慧灯杆收到回复为是，则有空余的紧急充电车位，进行下一步；
步骤S680、智慧灯杆向所述行驶在高速公路上的车辆提供所述空余的紧急充电车位的具体位置并提供预约编码；
步骤S690、智慧灯杆向所述具有充电功能的智慧灯杆发送所述行驶在高速公路上的车辆的车况信息和预约编码；
具体而言，所述具有充电功能的智慧灯杆的显示屏显示所述车况信息，用以提示驾驶员进行充电，避免行驶偏离所述智慧灯杆。
请参考图6，图6为本发明申请一实施例的一种高速路服务区充电站的控制方法的流程图；所述方法包括:
步骤S710、高速路服务区充电站控制装置向智慧灯杆提供高速路服务区充电站充电桩总数量和正在使用的充电桩数量；
步骤S720、高速路服务区充电站控制装置向智慧灯杆提供空闲停车位数量；
步骤S730、高速路服务区充电站控制装置向智慧灯杆提供空闲停车位能够接受的充电车辆的种类；
步骤S740、高速路服务区充电站控制装置接收智慧灯杆发送来的所述行驶在高速公路上的车辆的所述车况数据和所述预约编码；
具体而言，高速路服务区充电站控制装置感知本充电站和所属各个充电桩的基础数据；所述基础数据包括，所述高速路服务区充电站充电桩总数量、排队等待充电的车辆数量、正在使用的充电桩数量、空闲停车位数量、充电车位地点、车位种类；所述车位种类分为大型车、小型车、中型车。
请参考图7，图7为本发明申请一实施例的一种车载控制方法的流程图；所述方法应用于车辆高速路充电，所述方法包括:
步骤S810、待充电车辆向智慧灯杆发送车况数据；
具体而言，行驶在高速公路上的车辆向智慧灯杆发送来车况数据；
步骤S820、待充电车辆接受智慧灯杆发送来的调取运行数据的指令，并发送所述运行数据；
具体而言，行驶在高速公路上的车辆接受智慧灯杆发送来的调取运行数据的指令，并发送所述运行数据；
步骤S830、待充电车辆根据是否能够行驶到所述空余充电车位的情况分别做出反应，能够行驶到所述空余充电车位的待充电车辆接收智慧灯杆发来的所述空余充电车位的位置和预约编码；不能够行驶到所述空余充电车位的所述待充电车辆，接收智慧灯杆发来的所述空余的紧急充电车位的具体位置和预约编码；
具体而言，所述待充电车辆是所述行驶在高速公路上的车辆。
请参考图8，图8为本发明申请一实施例的一种高速路智慧灯杆的充电装置的示意图；所述装置应用于车辆高速路充电，所述高速路智慧灯杆的充电装置20，包括采集单元10、边缘计算模块11、引导单元12、收发模块13、判断模块19；
所述采集单元10，安装在在高速路的智慧灯杆上，所述采集单元10包括，充电桩感知模块15、道路交通感知模块16、路测模块14；
所述路测模块14,用以基于5G通信技术，实现与车载装置数据交互的低时延、高带宽、多连接的需求；
所述道路交通感知模块16，用以感知高速车流量信息；
具体而言，智慧灯杆可以通过感知高速车流量信息获得交通畅通度，用以校正来自车载装置的交通畅通度的数值。
所述充电桩感知模块15，用以感知服务器充电桩数量、正在使用充电桩数量、空闲充电桩数量；
具体而言，智慧灯杆感知所述服务器充电桩数量、所述正在使用充电桩数量、空闲充电桩数量，也包括从高速路服务区充电站的控制装置进行数据交互，来得到这些数据；
所述边缘计算模块11，用以存储所述路测模块14采集到的数据并计算；
所述判断模块19，用以智慧灯杆将所述车况数据匹配到所述充电车位数据，判断是否有空余充电车位；还用于在有空余充电车位时，智慧灯杆向所述车辆调取运行数据和车况数据，分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位；智慧灯杆要求所述具有充电功能的智慧灯杆判断并回复是否具有空余的紧急充电车位；
引导单元12包括：排队模块17、发布模块18；
排队模块17，用以根据车辆充电紧急程度进行评分，并根据评分判断驾驶进入高速路服务区或所述紧急充电车位进行充电的编码顺序；
具体而言，排队模块是智慧灯杆对能够行驶到所述空余充电车位的待充电车辆的必须行驶里程、最长行驶里程、最短行驶里程进行评分，并根据评分确定是否分配所述空余充电车位，及驶入所述空余充电车位的顺序，并依据该顺序进行预约编码。
发布模块18，用以将待充电车辆用于充电的编码显示在智慧灯杆显示屏上，引导待充电车辆驶向充电桩或所述紧急充电车位；
所述收发模块13，用以将所述路测装置采集到的数据发送到边缘计算模块；还用以将所述路测模块14采集到的数据备份和边缘计算中心的计算结果传输给高速交通大脑云计算中心；还用以将所述采集单元10与车载控制装置进行数据的实时交互；
具体而言，所述智慧灯杆的充电桩,20上能够实时引导待充电车辆进入高速路服务区充电站充电；智慧灯杆上搭载有交通引导用显示装置，在智慧灯杆上可以实现智慧灯杆系统、交通引导显示系统、车路协同系统的协同工作；安装有紧急充电装置；
在一些实施例中，所述实时交互可以是一对多，或多对多。在一些实施例中，路测模块14对应的路测装置可以采用RSU路测装置。
请参考图9，图9为本发明申请实施例的一种高速路服务区充电站的控制装置的示意图；所述高速路服务区充电站的控制装置2，包括，采集单元21、引导模块22、数据交互模块23、时间模块24；
所述采集单元21，用以，包括电能感知模块211、机位感知模块212、车型感知模块213、车位感知模块214；
所述电能感知模块211，用以获取高速路服务区充电站充电桩的电能情况，评价充电桩的工作状态；
所述机位感知模块212，用以获取高速路服务区充电站充电桩的所述充电车位地点；
所述车型感知模块213，用以获取高速路服务区充电站充电桩能够提供充电服务的所述充电车位的种类；具体而言，所述充电车位的种类，包括，快充大型车、快充小型车、快充中型车、慢充大型车、慢充小型车、慢充中型车分别对应的车位种类；
所述车位感知模块214，用以获取高速路服务区充电站所述车位的数量和对应的车位种类；具体而言，所述车位种类分为大型车、小型车、中型车；
所述引导模块22，用以将进入高速路服务区充电站充电的导待充电车辆的编码显示在充电桩上，引导待充电车辆驶向充电桩；
具体而言，所述编码显示应当依照智慧灯杆计算的顺序进行；
所述时间模块24，用以校对高速路服务区内各个充电桩、智慧灯杆的时间；
所述数据交互模块23，用以在高速路服务区充电站的控制装置2、高速路服务区内各个充电桩、智慧灯杆、车载控制装置之间进行数据传输。
请参考图10，图10为本发明申请一实施例的一种车载控制装置的示意图；所述车载控制装置31包括，采集单元32、车况模块33、收发模块34；
所述采集单元32，用以采集车辆运行数据；所述采集单元32，包括，路线感知模块321、电量感知模块322、温度感知模块323；
所述路线感知模块321，用以获取车辆当前位置、目的地；
所述电量感知模块322，用以获取车辆当前电量、最低可行驶里程；
所述温度感知模块323，用以获取车辆内温度；
所述车况模块33，用以汇集车辆的基本状况，包括车型信息、配置信息、电池信息；
所述时间模块35，用以提供待充电车辆的时间信息，提供校对时间；
所述收发模块34，用以向路测单元发送请求充电的信息，在发生充电信息时同时触发发送当前车辆数据，包含当前位置、当前电量、可行驶里程、目的地。
本发明申请一实施例还提供了一种高速路智慧灯杆的充电系统，所述系统包括：本发明申请任一实施例所述的高速路智慧灯杆的充电方法，和/或所述的高速路服务区充电站的控制方法，和/或所述的车载控制方法。
本发明申请一实施例还提供了一种高速路智慧灯杆的充电系统，所述系统包括：本发明申请任一实施例所述的高速路智慧灯杆的充电装置，和/或所述的高速路服务区充电站的控制装置，和/或所述的车载控制装置。
本发明申请一实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述处理器可执行指令促使所述处理器：实现所述的高速路智慧灯杆的充电方法。
本发明一实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一实施例所述的高速路智慧灯杆的充电的方法。
所述系统/计算机装置集成的部件/模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施方式方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储在一个计算机可读存储介质中，所述计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施方式的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
在本发明所提供的几个具体实施方式中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，例如，所述部件的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块/部件可以集成在相同处理模块 /部件中，也可以是各个模块/部件单独物理存在，也可以两个或两个以上模块/ 部件集成在相同模块/部件中。上述集成的模块/部件既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块/部件的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种高速路智慧灯杆的充电方法，其特征在于，所述方法包括：
智慧灯杆感知高速路服务区充电站的基础数据；
智慧灯杆根据所述基础数据分析能够接受的待充电车辆的种类和数量上限，形成充电车位数据；
智慧灯杆感知待充电车辆车况数据和运行数据，匹配所述充电车位数据，智慧灯杆以获得空余充电车位，其中，所述空余充电车位包括空余车位充电的位置和预约编码；
获取必须行驶里程、最长行驶里程以及最短行驶里程；
根据所述必须行驶里程和所述最短行驶里程判断待充电车辆是否能够行驶到所述空余充电车位；
智慧灯杆向所述能够行驶到所述空余充电车位的所述待充电车辆发送所述空余充电车位的位置和预约编码；
智慧灯杆向高速路服务区充电站发送所述待充电车辆的所述车况数据和所述预约编码；
智慧灯杆向所述不能够行驶到所述空余充电车位的所述待充电车辆发送附近没有匹配到高速路服务区充电站的通知；
智慧灯杆向距离所述待充电车辆同方向最近的具有充电功能的智慧灯杆发出所述车况数据；
智慧灯杆要求所述具有充电功能的智慧灯杆判断并回复是否具有空余的紧急充电车位；
如果智慧灯杆收到回复为否，则无空余的紧急充电车位，进行步骤智慧灯杆向距离所述待充电车辆同方向最近的具有充电功能的智慧灯杆发出所述车况数据；
如果智慧灯杆收到回复为是，则有空余的紧急充电车位，进行下一步；
智慧灯杆向所述待充电车辆提供所述空余的紧急充电车位的具体位置并提供预约编码；
智慧灯杆向所述具有充电功能的智慧灯杆发送所述待充电车辆的车况信息和预约编码。
2.根据权利要求1所述的高速路智慧灯杆的充电方法，其特征在于，所述智慧灯杆感知高速路服务区充电站的基础数据中，所述基础数据包括，所述高速路服务区充电站充电桩总数量、排队等待充电的车辆数量、正在使用的充电桩数量、空闲停车位数量、充电车位地点、车位种类；所述车位种类分为大型车、小型车、中型车；根据分析结果向车辆发送指示信息是通过包括Wi-Fi、Zigbee、GPRS、CDMA、3G、4G、5G、有线或卫星通讯方式实现的。
3.根据权利要求2所述的高速路智慧灯杆的充电方法，其特征在于，所述智慧灯杆根据所述基础数据分析能够接受的待充电车辆的种类和数量上限，形成充电车位数据的具体步骤，包括：
智慧灯杆向高速路服务区充电站控制装置调取高速路服务区充电站充电桩总数量和正在使用的充电桩数量，相减得出空置充电桩的数量；
智慧灯杆向高速路服务区充电站控制装置调取空闲停车位数量，计算得出每个空置充电桩平均对应的空闲停车位数量；
智慧灯杆确定采用快充模式的充电桩和采用慢充模式的充电桩，并分别对应所述车位种类，形成充电车位数据；所述充电车位数据，包括：快充大型车的数量、快充小型车的数量、快充中型车的数量、慢充大型车的数量、慢充小型车的数量、慢充中型车的数量。
4.根据权利要求3所述的高速路智慧灯杆的充电方法，其特征在于，所述智慧灯杆感知待充电车辆车况数据和运行数据，匹配所述充电车位数据的具体步骤包括：
智慧灯杆接收行驶在高速公路上的车辆发送来的车况数据；
智慧灯杆将所述车况数据匹配到所述充电车位数据，判断是否有空余充电车位；
智慧灯杆如果判断否，则无空余充电车位，智慧灯杆更换高速路服务区充电站，进行所述步骤智慧灯杆将所述车况数据匹配到所述充电车位数据，判断是否有空余充电车位；
智慧灯杆如果判断是，则有空余充电车位，智慧灯杆向所述车辆调取运行数据和车况数据，分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位；
智慧灯杆如果判断是，则能够行驶到所述空余充电车位；
智慧灯杆如果判断否，则不能行驶到所述空余充电车位。
5.根据权利要求4所述的高速路智慧灯杆的充电方法，其特征在于，所述智慧灯杆向所述车辆调取运行数据和车况数据，分析所述车辆是否能够行驶到所述空余充电车位的具体步骤，包括：
智慧灯杆调取车辆当前位置，目的地确定为所述空余充电车位的具体位置，并计算两个位置之间的距离作为必须行驶里程；
智慧灯杆调取车辆当前剩余电量，匹配车况数据中的车型信息、配置信息和电池信息，根据所述必须行驶里程计算出最长行驶里程；
智慧灯杆调取车辆内温度，并调取气象温度，判断车内是否已经开启空调，或存在将开启空调的可能性，调取交通畅通度，判断交通畅通级别，计算出最短行驶里程；
智慧灯杆判断，如果所述必须行驶里程小于所述最短行驶里程，则所述车辆能够行驶到所述空余充电车位；
智慧灯杆判断，如果所述必须行驶里程大于所述最短行驶里程而小于所述最长行驶里程，则所述车辆可能行驶到所述空余充电车位，智慧灯杆向车载控制装置发出关闭空调，节省电量的提示；
智慧灯杆判断，如果所述必须行驶里程大于所述最长行驶里程，则所述车辆不能行驶到所述空余充电车位。
6.一种高速路智慧灯杆的充电系统，其特征在于，所述系统用以实施权利要求1-5所述的高速路智慧灯杆的充电方法。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括，处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述处理器可执行指令促使所述处理器：实现权利要求1-5所述的高速路智慧灯杆的充电方法。
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