CN113068293A - 基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，包括道路基本参数获取模块、道路段划分模块、道路路灯安装参数采集模块、道路段路面类型参数获取模块、数据库、道路段路灯投射路面面积分析模块、检测时间点光照强度检测模块、检测时间点路灯亮度检测模块、管理服务器和调控终端，通过对各道路段上的路灯进行安装参数和路面类型获取，并统计各道路段的路灯照射面积比例系数，进而对低于预设值的路灯进行投射角度调控，同时对各路灯在各检测时间点分别进行所处环境光照强度和灯光亮度检测，并筛选出亮度调节路灯及对应的亮度调节时间点，从而进行路灯亮度调控，弥补了目前城市道路照明工程存在的弊端。

Description

基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云 平台

技术领域

本发明属于道路亮化照明调控技术领域，具体涉及基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台。

背景技术

随着我国城市化发展进程的加快,道路基础设施建设有了大规模的发展。城市道路照明工程作为城市基础设施中的重要组成部分,也得到了合理化建设,道路照明不仅对完善城市功能、改善城市环境、提高人民生活水平发挥了重要作用，更重要的是它直接影响着人们夜间出行的安全,而且对降低城市犯罪率也起着关键作用。

但目前城市道路照明工程对应的照明主体对象——路灯在具体照明过程中存在以下弊端：

1.目前城市道路上路灯安装时的投射角度是固定不变的，没有考虑到当道路路面对应的路面类型不同时，该道路路面上的路灯对应的实际照射路面面积存在差异，这就会导致一些道路路面上的路灯对应的实际照射路面面积不满足人们夜晚出行时的路面安全照射面积，严重影响人们夜晚的出行安全；

2.目前城市道路上路灯在开启后的开启时间段内其灯光亮度是固定不变的，没有考虑到在开启时间段内路灯所处环境的光照强度是不断变化的，这就导致路灯在整个开启时间段其对应的适宜灯光亮度也是不断变化的，而单纯以固定不变的灯光亮度进行道路照明，易导致照明资源浪费，降低了道路照明资源的利用率，难以满足目前城市道路照明工程对应的“绿色照明”需求。

发明内容

针对上述不足，本发明提供基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，通过对道路上路灯对应的投射角度和灯光亮度进行分析调控，有效解决了背景技术提到的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，包括道路基本参数获取模块、道路段划分模块、道路路灯安装参数采集模块、道路段路面类型参数获取模块、数据库、道路段路灯投射路面面积分析模块、检测时间点光照强度检测模块、检测时间点路灯亮度检测模块、管理服务器和调控终端；

所述道路基本参数获取模块用于对道路的长度和宽度进行获取，并将获取的道路长度和宽度发送至道路段划分模块；

所述道路段划分模块接收道路段基本参数获取模块发送的道路长度和宽度，并根据道路的长度和道路单侧边上存在的路灯数量将道路划分为若干道路段，其中各道路段分别对应一个路灯，进而按照道路段与路灯的对应关系，将各道路段按照距离道路起点的距离由近到远的顺序进行编号，分别标记为1′,2′...i′...n′，同时获取各道路段对应的路面面积，并将其发送至管理服务器；

所述道路路灯安装参数采集模块用于对道路单侧边上存在的路灯数量进行统计，并对统计的各路灯按照所处位置距离道路起点的距离由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时对各路灯对应的安装高度和投射角度进行采集，由此将采集的各路灯对应的安装高度和投射角度构成道路路灯安装参数集合P_w(p_w1,p_w2...,p_wi,...,p_wn)，p_wj表示为第i个路灯的安装参数对应的数值，w表示为安装参数，w＝u1,u2,u1,u2分别表示为安装高度、投射角度，道路路灯安装参数采集模块将道路路灯安装参数集合发送至道路段路灯投射路面面积分析模块；

所述道路段路面类型参数获取模块用于对划分的各道路段获取其对应的路面类型，并将获取的各道路段对应的路面类型进行相互对比，由此将相同路面类型的道路段进行归类，从而得到平整型对应的各道路段、凹陷型对应的各道路段和凸起型对应的各道路段，其中平整型对应的各道路段记为各平整道路段，凹陷型对应的各道路段记为各凹陷道路段，凸起型对应的各道路段记为各凸起道路段，同时统计各相同路面类型对应各道路段的编号，其中各平整道路段编号可记为1′,2′...a′...x′，各凹陷道路段编号可记为1′,2′...b′...y′,各凸起道路段编号可记为1′,2′...c′...z′,与此同时统计各平整道路段对应的路面平整度，统计各凹陷道路段对应的路面凹陷角度，统计各凸起道路段对应的路面凸起角度，进而将统计得到的各平整道路段对应的路面平整度、各凹陷道路段对应的路面凹陷角度和各凸起道路段对应的路面凸起角度发送至道路段路灯投射路面面积分析模块；

所述数据库用于存储路灯的各种安装高度和各种投射角度对应的标准照射路面面积，存储平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差，存储各种路面平整度对应的路灯照射路面面积影响系数，存储各种路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数，存储各种路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数，并存储各种光照强度对应的路灯适宜灯光亮度阈值；

所述道路段路灯照射路面面积分析模块接收道路路灯安装参数采集模块发送的道路路灯安装参数集合，并接收道路段路面类型参数获取模块发送的各平整道路段对应的路面平整度、各凹陷道路段对应的路面凹陷角度、各凸起道路段对应的路面凸起角度，由此根据道路路灯安装参数集合中各路灯的安装高度和投射角度从数据库中筛选出各路灯对应的标准照射路面面积，构成路灯标准照射路面区域面积集合s(s1,s2...,si,...,sn)，si表示为第i个路灯对应的标准照射路面面积，与此同时将各平整道路段对应的路面平整度与数据库中各种路面平整度对应的路灯照射路面面积影响系数对比，从中筛选出各平整道路段的路面平整度对应的路灯照射面积影响系数，将各凹陷道路段对应的路面凹陷角度与数据库中各种路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数对比，从中筛选出各凹陷道路段的路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数，将各凸起道路段对应的路面凸起角度与数据库中各种路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数对比，从中筛选出各凸起道路段的路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数，以此按照道路段与路灯的对应关系，根据各平整道路段的编号，从路灯路面标准照射区域面积集合中提取各平整道路段中路灯对应的标准照射路面面积，进而根据各平整道路段的路面平整度对应的路灯照射面积影响系数和各平整道路段中路灯对应的标准照射路面面积统计各平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积，同样地按照平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积的统计方法，统计各凹陷道路段中路灯对应的实际照射路面面积和各凸起道路段中路灯对应的实际照射路面面积，由此得到各道路段中路灯对应的实际照射路面面积，并将其发送至管理服务器；

所述检测时间点光照强度采集模块用于获取一天中路灯的开启时间段，并将路灯的开启时间段按照设置的划分时间间隔均匀划分为若干检测时间点，进而将划分的各检测时间点按照距离路灯开启时间点的先后顺序进行编号，分别标记为1,2...t...r,同时在各路灯上安装光照度传感器，用于采集各路灯在各检测时间点所处环境的光照强度，并将采集的各路灯在各检测时间点所处环境的光照强度构成检测时间点路灯光照强度集合Q_i(q_i1,q_i2...,q_it,...,q_ir),q_it表示为第i个路灯在第t个检测时间点所处环境的光照强度，检测时间点光照强度采集模块将检测时间点路灯光照强度集合发送至管理服务器；

所述检测时间点路灯亮度检测模块包括若干亮度计，其分别安装在各路灯上，用于检测各路灯在各检测时间点的灯光亮度，并将检测得到的各路灯在各检测时间点的灯光亮度构成检测时间点路灯灯光亮度集合O_i(o_i1,o_i2...,o_it,...,o_ir)，o_it表示为第i个路灯在第t个检测时间点的灯光亮度，检测时间点路灯亮度检测模块将检测时间点路灯灯光亮度集合发送至管理服务器；

所述管理服务器分别接收道路段划分模块发送的各道路段对应的路面面积和道路段路灯照射路面面积分析模块发送的各道路段中路灯对应的实际照射路面面积，并将各道路段中路灯对应的实际照射路面面积分别与各道路段对应的路面面积进行对比，得到各道路段的路灯照射面积比例系数，若某道路段的路灯照射面积比例系数小于预设值，则表明该道路段的路灯对应的投射角度需要调控，该道路段记为投射角度调控道路段，此时统计投射角度调控道路段的编号，并发送至调控终端；

所述管理服务器分别接收检测时间点光照强度采集模块发送的检测时间点路灯光照强度集合和检测时间点路灯亮度检测模块发送的检测时间点路灯灯光亮度集合，并将检测时间点路灯光照强度集合与数据库中各种光照强度对应的路灯适宜灯光亮度阈值进行对比，从而筛选出各路灯在各检测时间点对应的适宜灯光亮度阈值，由此将检测时间点路灯灯光亮度集合与各路灯在各检测时间点对应的适宜灯光亮度阈值进行对比，若某路灯在某检测时间点的灯光亮度不处于该路灯在该检测时间点的适宜灯光亮度阈值内，则表明该路灯的灯光亮度需要调控，该路灯记为亮度调控路灯，该检测时间点记为亮度调控时间点，此时统计亮度调控路灯编号及其对应的亮度调控时间点编号，并发送至调控终端；

所述调控终端接收管理服务器发送的投射角度调控道路段的编号和亮度调控路灯编号及其对应的亮度调控时间点编号，并根据投射角度调控道路段的编号和道路段与路灯的对应关系，对各投射角度调控道路段上的路灯进行投射角度调控，同时根据亮度调控路灯编号及其对应的亮度调控时间点编号，在各亮度调控路灯在对应的亮度调控时间点进行灯光亮度调控。

更具体地，所述道路段划分模块将道路划分为若干道路段，其具体的划分方法包括以下步骤：

S1:统计道路上各相邻两个路灯之间的间距；

S2:获取道路上各相邻两个路灯间距的中间位置，作为划分点，此时得到该道路上的若干划分点，该道路上的若干划分点将道路划分为若干道路段。

更具体地，所述道路段与路灯的对应关系为第1′个道路段对应第1个路灯，第i′个道路段对应第i个路灯，第n′个道路段对应第n个路灯。

更具体地，所述各道路段对应的路面面积统计过程为统计各道路段的长度，并根据道路的宽度，将各道路段的长度乘以道路的宽度得到各道路段对应的路面面积。

更具体地，所述各平整道路段对应的路面平整度的具体统计方法执行以下步骤：

L1:在各平整道路段对应的路面区域内均匀布设若干监测点，并对布设的各平整道路段内的各监测点进行编号，分别标记为1,2...j...m；

L2:分别对各平整道路段内的各监测点检测距离该道路段路基的高度,并构成平整道路段监测点距离道路路基高度集合h_a′(h_a′1,h_a′2...,h_a′j,...,h_a′m)，h_a′j表示为第a′个平整道路段内第j个监测点距离该道路段路基的高度；

L3:根据平整道路段监测点距离道路路基高度集合进行各平整道路段中相邻两个监测点的距离该道路段路基的高度差计算，得到各平整道路段相邻两个监测点的距离该道路段路基的高度差，并构成平整道路段相邻监测点距离道路路基高度差集合Δh_a′[Δh_a′1,Δh_a′2...,Δh_a′j,...,Δh_a′(m-1)]，Δh_a′j表示为第a′个平整道路段内第j个监测点距离该道路段路基的高度与第j+1个监测点距离该道路段路基的高度之间的差值；

L4:从数据库中提取平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差，并根据平整道路段相邻监测点距离道路路基高度差集合和平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差统计各平整道路段对应的路面平整度，其计算公式为

δ_a′表示为第a′个平整道路段对应的路面平整度，Δh′表示为平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差。

更具体地，所述各凹陷道路段对应的路面凹陷角度的具体统计方法执行以下步骤：

G1:获取各凹陷道路段对应路面凹陷区域的起点和终点；

G2:检测各凹陷道路段对应路面凹陷区域的凹陷深度，并获取凹陷最深点；

G3:各凹陷道路段对应路面凹陷区域的起点、凹陷最深点和终点之间形成一个凹陷角，测量该凹陷角的角度，即为各凹陷道路段对应的路面凹陷角度

更具体地，所述各凸起道路段对应的路面凸起角度的具体统计方法执行以下步骤：

F1:获取各凸起道路段对应路面凸起区域的起点和终点；

F2:检测各凸起道路段对应路面凸起区域的凸起高度，并获取凸起最高点；

F3:各凸起道路段对应路面凸起区域的起点、凸起最高点和终点之间形成一个凸起角，测量该凸起角的角度，即为各凸起道路段对应的路面凸起角度。

更具体地，所述各平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积的计算公式为s′_a′＝s_a*ε_a′，s′_a′表示为第a′个平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积，s_a表示为第a′个平整道路段中第a个路灯对应的标准照射路面面积,ε_a′表示为第a′个平整道路段的路面平整度对应的路灯照射面积影响系数，各凹陷道路段中路灯对应的实际照射路面面积的计算公式为

s′_b′表示为第b′个凹陷道路段中路灯对应的实际照射路面面积，s_b表示为第b′个凹陷道路段中第b个路灯对应的标准照射路面面积,η_b′表示为第b′个凹陷道路段的路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数，各凸起道路段中路灯对应的实际照射路面面积的计算公式为s′_c′＝s_c*(1+λ_c′)^e，s′_c′表示为第c′个凸起道路段中路灯对应的实际照射路面面积，s_c表示为第c′个凸起道路段中第c个路灯对应的标准照射路面面积,λ_c′表示为第c′个凸起道路段的路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数。

更具体地，所述各道路段的路灯照射面积比例系数的计算公式为

ξ_i′表示为第i′个道路段的路灯照射面积比例系数，s′_i′表示为第i′个道路段的路灯对应的实际照射路面面积，S_i′表示为第i′个道路段对应的路面面积。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过对道路进行道路段划分，并对各道路段上路灯的安装参数进行获取，同时获取各道路段对应的路面类型，进而根据各道路段上路灯的安装参数和各道路段对应的路面类型统计各道路段中路灯对应的实际照射路面面积，以此将其与各道路段对应的路面面积进行对比，计算各道路段的路灯照射面积比例系数，由此对低于路灯照射面积比例系数预设值的道路段上的路灯进行投射角度调控，弥补了目前城市道路照明工程存在的路灯投射角度固定不变的弊端，大大减少了道路存在照射死角区域情况的发生，进而最大程度地保障了人们在夜晚出行的安全。

(2)本发明通过将道路上路灯对应的开启时间段进行检测时间点划分，并对道路上的各路灯在各检测时间点分别进行所处环境的光照强度检测和灯光亮度检测，由此根据各路灯在各检测时间点所处环境的光照强度获取各路灯在各检测时间点对应的适宜灯光亮度阈值，从而将各路灯在各检测时间点的灯光亮度与各路灯在各检测时间点对应的适宜灯光亮度阈值进行对比，以此筛选出亮度调控路灯及其对应的亮度调控时间点，进而进行路灯灯光亮度的针对性调控，弥补了目前城市道路照明工程存在的路灯灯光亮度固定不变的弊端，达到了节能效果，提高了道路照明资源的利用率，满足了目前城市道路照明工程对应的“绿色照明”需求。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的模块连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，包括道路基本参数获取模块、道路段划分模块、道路路灯安装参数采集模块、道路段路面类型参数获取模块、数据库、道路段路灯投射路面面积分析模块、检测时间点光照强度检测模块、检测时间点路灯亮度检测模块、管理服务器和调控终端，其中道路基本参数获取模块与道路段划分模块连接，道路路灯安装参数采集模块和道路段路面类型参数获取模块均与道路段路灯投射路面面积分析模块连接，道路段划分模块、道路段路灯投射路面面积分析模块、检测时间点光照强度检测模块和检测时间点路灯亮度检测模块均与管理服务器连接，管理服务器与调控终端连接。

道路基本参数获取模块用于对道路的长度和宽度进行获取，并将获取的道路长度和宽度发送至道路段划分模块。

道路段划分模块接收道路段基本参数获取模块发送的道路长度和宽度，并根据道路的长度和道路单侧边上存在的路灯数量将道路划分为若干道路段，具体的划分方法包括以下步骤：

S1:统计道路上各相邻两个路灯之间的间距；

S2:获取道路上各相邻两个路灯间距的中间位置，作为划分点，此时得到该道路上的若干划分点，该道路上的若干划分点将道路划分为若干道路段；

其中各道路段分别对应一个路灯，进而按照道路段与路灯的对应关系，其中道路段与路灯的对应关系为第1′个道路段对应第1个路灯，第i′个道路段对应第i个路灯，第n′个道路段对应第n个路灯，将各道路段按照距离道路起点的距离由近到远的顺序进行编号，分别标记为1′,2′...i′...n′，同时获取各道路段的长度，并根据道路的宽度，将各道路段的长度乘以道路的宽度得到各道路段对应的路面面积，并将各道路段对应的路面面积发送至管理服务器。

本实施例通过对道路进行道路段划分，并获取道路段与路灯的对应关系，为后面进行对应道路段上路灯的投射角度、灯光亮度调控提供调控主体对象。

道路路灯安装参数采集模块用于对道路单侧边上存在的路灯数量进行统计，并对统计的各路灯按照所处位置距离道路起点的距离由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时对各路灯对应的安装高度和投射角度进行采集，由此将采集的各路灯对应的安装高度和投射角度构成道路路灯安装参数集合P_w(p_w1,p_w2...,p_wi,...,p_wn)，p_wj表示为第i个路灯的安装参数对应的数值，w表示为安装参数，w＝u1,u2,u1,u2分别表示为安装高度、投射角度，道路路灯安装参数采集模块将道路路灯安装参数集合发送至道路段路灯投射路面面积分析模块。

道路段路面类型参数获取模块用于对划分的各道路段获取其对应的路面类型，并将获取的各道路段对应的路面类型进行相互对比，由此将相同路面类型的道路段进行归类，从而得到平整型对应的各道路段、凹陷型对应的各道路段和凸起型对应的各道路段，其中平整型对应的各道路段记为各平整道路段，凹陷型对应的各道路段记为各凹陷道路段，凸起型对应的各道路段记为各凸起道路段，同时统计各相同路面类型对应各道路段的编号，其中各平整道路段编号可记为1′,2′...a′...x′，各凹陷道路段编号可记为1′,2′...b′...y′,各凸起道路段编号可记为1′,2′...c′...z′,与此同时统计各平整道路段对应的路面平整度，其具体统计方法执行以下步骤：

L1:在各平整道路段对应的路面区域内均匀布设若干监测点，并对布设的各平整道路段内的各监测点进行编号，分别标记为1,2...j...m；

L2:分别对各平整道路段内的各监测点检测距离该道路段路基的高度,并构成平整道路段监测点距离道路路基高度集合h_a′(h_a′1,h_a′2...,h_a′j,...,h_a′m)，h_a′j表示为第a′个平整道路段内第j个监测点距离该道路段路基的高度；

L3:根据平整道路段监测点距离道路路基高度集合进行各平整道路段中相邻两个监测点的距离该道路段路基的高度差计算，得到各平整道路段相邻两个监测点的距离该道路段路基的高度差，并构成平整道路段相邻监测点距离道路路基高度差集合Δh_a′[Δh_a′1,Δh_a′2...,Δh_a′j,...,Δh_a′(m-1)]，Δh_a′j表示为第a′个平整道路段内第j个监测点距离该道路段路基的高度与第j+1个监测点距离该道路段路基的高度之间的差值；

L4:从数据库中提取平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差，并根据平整道路段相邻监测点距离道路路基高度差集合和平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差统计各平整道路段对应的路面平整度，其计算公式为

δ_a′表示为第a′个平整道路段对应的路面平整度，Δh′表示为平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差。

统计各凹陷道路段对应的路面凹陷角度，具体统计方法执行以下步骤：

G1:获取各凹陷道路段对应路面凹陷区域的起点和终点；

G2:检测各凹陷道路段对应路面凹陷区域的凹陷深度，并获取凹陷最深点；

G3:各凹陷道路段对应路面凹陷区域的起点、凹陷最深点和终点之间形成一个凹陷角，测量该凹陷角的角度，即为各凹陷道路段对应的路面凹陷角度。

统计各凸起道路段对应的路面凸起角度，具体统计方法执行以下步骤：

F1:获取各凸起道路段对应路面凸起区域的起点和终点；

F2:检测各凸起道路段对应路面凸起区域的凸起高度，并获取凸起最高点；

F3:各凸起道路段对应路面凸起区域的起点、凸起最高点和终点之间形成一个凸起角，测量该凸起角的角度，即为各凸起道路段对应的路面凸起角度。

进而将统计得到的各平整道路段对应的路面平整度、各凹陷道路段对应的路面凹陷角度和各凸起道路段对应的路面凸起角度发送至道路段路灯投射路面面积分析模块。

数据库用于存储路灯对应的各种安装高度和各种投射角度对应的标准照射路面面积，存储平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差，存储各种路面平整度对应的路灯照射路面面积影响系数，存储各种路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数，存储各种路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数，并存储各种光照强度对应的路灯适宜灯光亮度阈值。

道路段路灯照射路面面积分析模块接收道路路灯安装参数采集模块发送的道路路灯安装参数集合，并接收道路段路面类型参数获取模块发送的各平整道路段对应的路面平整度、各凹陷道路段对应的路面凹陷角度、各凸起道路段对应的路面凸起角度，由此根据道路路灯安装参数集合中各路灯的安装高度和投射角度从数据库中筛选出各路灯对应的标准照射路面面积，构成路灯标准照射路面区域面积集合s(s1,s2...,si,...,sn)，si表示为第i个路灯对应的标准照射路面面积，与此同时将各平整道路段对应的路面平整度与数据库中各种路面平整度对应的路灯照射路面面积影响系数对比，从中筛选出各平整道路段的路面平整度对应的路灯照射面积影响系数，将各凹陷道路段对应的路面凹陷角度与数据库中各种路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数对比，从中筛选出各凹陷道路段的路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数，将各凸起道路段对应的路面凸起角度与数据库中各种路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数对比，从中筛选出各凸起道路段的路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数，以此按照道路段与路灯的对应关系，根据各平整道路段的编号，从路灯路面标准照射区域面积集合中提取各平整道路段中路灯对应的标准照射路面面积，进而根据各平整道路段的路面平整度对应的路灯照射面积影响系数和各平整道路段中路灯对应的标准照射路面面积统计各平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积s′_a′＝s_a*ε_a′，s′_a′表示为第a′个平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积，s_a表示为第a′个平整道路段中第a个路灯对应的标准照射路面面积,ε_a′表示为第a′个平整道路段的路面平整度对应的路灯照射面积影响系数，同样地按照平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积的统计方法，统计各凹陷道路段中路灯对应的实际照射路面面积

s′_b′表示为第b′个凹陷道路段中路灯对应的实际照射路面面积，s_b表示为第b′个凹陷道路段中第b个路灯对应的标准照射路面面积,η_b′表示为第b′个凹陷道路段的路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数，统计各凸起道路段中路灯对应的实际照射路面面积s′_c′＝s_c*(1+λ_c′)^e，s′_c′表示为第c′个凸起道路段中路灯对应的实际照射路面面积，s_c表示为第c′个凸起道路段中第c个路灯对应的标准照射路面面积,λ_c′表示为第c′个凸起道路段的路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数，由此得到各道路段中路灯对应的实际照射路面面积，并将其发送至管理服务器。

本实施例统计的各道路段中路灯对应的实际照射路面面积综合了各道路对应的路灯安装参数和路面类型参数，使得统计的结果更接近真实数值，为后面进行投射角度调控道路段的筛选提供可靠的筛选依据。

检测时间点光照强度采集模块用于获取一天中路灯的开启时间段，并将路灯的开启时间段按照设置的划分时间间隔均匀划分为若干检测时间点，进而将划分的各检测时间点按照距离路灯开启时间点的先后顺序进行编号，分别标记为1,2...t...r,同时在各路灯上安装光照度传感器，用于采集各路灯在各检测时间点所处环境的光照强度，并将采集的各路灯在各检测时间点所处环境的光照强度构成检测时间点路灯光照强度集合Q_i(q_i1,q_i2...,q_it,...,q_ir),q_it表示为第i个路灯在第t个检测时间点所处环境的光照强度，检测时间点光照强度采集模块将检测时间点路灯光照强度集合发送至管理服务器。

检测时间点路灯亮度检测模块包括若干亮度计，其分别安装在各路灯上，用于检测各路灯在各检测时间点的灯光亮度，并将检测得到的各路灯在各检测时间点的灯光亮度构成检测时间点路灯灯光亮度集合O_i(o_i1,o_i2...,o_it,...,o_ir)，o_it表示为第i个路灯在第t个检测时间点的灯光亮度，检测时间点路灯亮度检测模块将检测时间点路灯灯光亮度集合发送至管理服务器。

管理服务器分别接收道路段划分模块发送的各道路段对应的路面面积和道路段路灯照射路面面积分析模块发送的各道路段中路灯对应的实际照射路面面积，并将各道路段中路灯对应的实际照射路面面积分别与各道路段对应的路面面积进行对比，得到各道路段的路灯照射面积比例系数

ξ_i′表示为第i′个道路段的路灯照射面积比例系数，s′_i′表示为第i′个道路段的路灯对应的实际照射路面面积，S_i′表示为第i′个道路段对应的路面面积，若某道路段的路灯照射面积比例系数小于预设值，则表明该道路段的路灯对应的投射角度需要调控，该道路段记为投射角度调控道路段，此时统计投射角度调控道路段的编号，并发送至调控终端。

本实施例通过根据各道路段上路灯的安装参数和各道路段对应的路面类型统计各道路段中路灯对应的实际照射路面面积，以此将其与各道路段对应的路面面积进行对比，计算各道路段的路灯照射面积比例系数，由此对低于路灯照射面积比例系数预设值的道路段上的路灯进行投射角度调控，弥补了目前城市道路照明工程存在的路灯投射角度固定不变的弊端，大大减少了道路存在照射死角区域情况的发生，进而最大程度地保障了人们在夜晚出行的安全。

管理服务器分别接收检测时间点光照强度采集模块发送的检测时间点路灯光照强度集合和检测时间点路灯亮度检测模块发送的检测时间点路灯灯光亮度集合，并将检测时间点路灯光照强度集合与数据库中各种光照强度对应的路灯适宜灯光亮度阈值进行对比，从而筛选出各路灯在各检测时间点对应的适宜灯光亮度阈值，由此将检测时间点路灯灯光亮度集合与各路灯在各检测时间点对应的适宜灯光亮度阈值进行对比，若某路灯在某检测时间点的灯光亮度不处于该路灯在该检测时间点的适宜灯光亮度阈值内，则表明该路灯的灯光亮度需要调控，该路灯记为亮度调控路灯，该检测时间点记为亮度调控时间点，此时统计亮度调控路灯编号及其对应的亮度调控时间点编号，并发送至调控终端。

本实施例通过将各路灯在各检测时间点的灯光亮度与各路灯在各检测时间点对应的适宜灯光亮度阈值进行对比，以此筛选出亮度调控路灯及其对应的亮度调控时间点，进而进行路灯灯光亮度的针对性调控，弥补了目前城市道路照明工程存在的路灯灯光亮度固定不变的弊端，达到了节能效果，提高了道路照明资源的利用率，满足了目前城市道路照明工程对应的“绿色照明”需求。

调控终端接收管理服务器发送的投射角度调控道路段的编号和亮度调控路灯编号及其对应的亮度调控时间点编号，并根据投射角度调控道路段的编号和道路段与路灯的对应关系，对各投射角度调控道路段上的路灯进行投射角度调控，使得投射角度调控后的该路灯所在道路段对应的路灯照射面积比例系数在预设值之内，同时根据亮度调控路灯编号及其对应的亮度调控时间点编号，在各亮度调控路灯在对应的亮度调控时间点进行灯光亮度调控，使得调控后的路灯灯光亮度在该亮度调控时间点对应的适宜灯光亮度阈值内。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，其特征在于：包括道路基本参数获取模块、道路段划分模块、道路路灯安装参数采集模块、道路段路面类型参数获取模块、数据库、道路段路灯投射路面面积分析模块、检测时间点光照强度检测模块、检测时间点路灯亮度检测模块、管理服务器和调控终端；

所述道路基本参数获取模块用于对道路的长度和宽度进行获取，并将获取的道路长度和宽度发送至道路段划分模块；

所述道路段划分模块接收道路段基本参数获取模块发送的道路长度和宽度，并根据道路的长度和道路单侧边上存在的路灯数量将道路划分为若干道路段，其中各道路段分别对应一个路灯，进而按照道路段与路灯的对应关系，将各道路段按照距离道路起点的距离由近到远的顺序进行编号，分别标记为1′,2′...i′...n′，同时获取各道路段对应的路面面积，并将其发送至管理服务器；

所述道路路灯安装参数采集模块用于对道路单侧边上存在的路灯数量进行统计，并对统计的各路灯按照所处位置距离道路起点的距离由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时对各路灯对应的安装高度和投射角度进行采集，由此将采集的各路灯对应的安装高度和投射角度构成道路路灯安装参数集合P_w(p_w1,p_w2...,p_wi,...,p_wn)，p_wj表示为第i个路灯的安装参数对应的数值，w表示为安装参数，w＝u1,u2,u1,u2分别表示为安装高度、投射角度，道路路灯安装参数采集模块将道路路灯安装参数集合发送至道路段路灯投射路面面积分析模块；

所述道路段路面类型参数获取模块用于对划分的各道路段获取其对应的路面类型，并将获取的各道路段对应的路面类型进行相互对比，由此将相同路面类型的道路段进行归类，从而得到平整型对应的各道路段、凹陷型对应的各道路段和凸起型对应的各道路段，其中平整型对应的各道路段记为各平整道路段，凹陷型对应的各道路段记为各凹陷道路段，凸起型对应的各道路段记为各凸起道路段，同时统计各相同路面类型对应各道路段的编号，其中各平整道路段编号可记为1′,2′...a′...x′，各凹陷道路段编号可记为1′,2′...b′...y′,各凸起道路段编号可记为1′,2′...c′...z′,与此同时统计各平整道路段对应的路面平整度，统计各凹陷道路段对应的路面凹陷角度，统计各凸起道路段对应的路面凸起角度，进而将统计得到的各平整道路段对应的路面平整度、各凹陷道路段对应的路面凹陷角度和各凸起道路段对应的路面凸起角度发送至道路段路灯投射路面面积分析模块；

所述数据库用于存储路灯的各种安装高度和各种投射角度对应的标准照射路面面积，存储平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差，存储各种路面平整度对应的路灯照射路面面积影响系数，存储各种路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数，存储各种路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数，并存储各种光照强度对应的路灯适宜灯光亮度阈值；

所述道路段路灯照射路面面积分析模块接收道路路灯安装参数采集模块发送的道路路灯安装参数集合，并接收道路段路面类型参数获取模块发送的各平整道路段对应的路面平整度、各凹陷道路段对应的路面凹陷角度、各凸起道路段对应的路面凸起角度，由此根据道路路灯安装参数集合中各路灯的安装高度和投射角度从数据库中筛选出各路灯对应的标准照射路面面积，构成路灯标准照射路面区域面积集合s(s1,s2...,si,...,sn)，si表示为第i个路灯对应的标准照射路面面积，与此同时将各平整道路段对应的路面平整度与数据库中各种路面平整度对应的路灯照射路面面积影响系数对比，从中筛选出各平整道路段的路面平整度对应的路灯照射面积影响系数，将各凹陷道路段对应的路面凹陷角度与数据库中各种路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数对比，从中筛选出各凹陷道路段的路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数，将各凸起道路段对应的路面凸起角度与数据库中各种路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数对比，从中筛选出各凸起道路段的路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数，以此按照道路段与路灯的对应关系，根据各平整道路段的编号，从路灯路面标准照射区域面积集合中提取各平整道路段中路灯对应的标准照射路面面积，进而根据各平整道路段的路面平整度对应的路灯照射面积影响系数和各平整道路段中路灯对应的标准照射路面面积统计各平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积，同样地按照平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积的统计方法，统计各凹陷道路段中路灯对应的实际照射路面面积和各凸起道路段中路灯对应的实际照射路面面积，由此得到各道路段中路灯对应的实际照射路面面积，并将其发送至管理服务器；

所述检测时间点光照强度采集模块用于获取一天中路灯的开启时间段，并将路灯的开启时间段按照设置的划分时间间隔均匀划分为若干检测时间点，进而将划分的各检测时间点按照距离路灯开启时间点的先后顺序进行编号，分别标记为1,2...t...r,同时在各路灯上安装光照度传感器，用于采集各路灯在各检测时间点所处环境的光照强度，并将采集的各路灯在各检测时间点所处环境的光照强度构成检测时间点路灯光照强度集合Q_i(q_i1,q_i2...,q_it,...,q_ir),q_it表示为第i个路灯在第t个检测时间点所处环境的光照强度，检测时间点光照强度采集模块将检测时间点路灯光照强度集合发送至管理服务器；

所述检测时间点路灯亮度检测模块包括若干亮度计，其分别安装在各路灯上，用于检测各路灯在各检测时间点的灯光亮度，并将检测得到的各路灯在各检测时间点的灯光亮度构成检测时间点路灯灯光亮度集合O_i(o_i1,o_i2...,o_it,...,o_ir)，o_it表示为第i个路灯在第t个检测时间点的灯光亮度，检测时间点路灯亮度检测模块将检测时间点路灯灯光亮度集合发送至管理服务器；

所述管理服务器分别接收道路段划分模块发送的各道路段对应的路面面积和道路段路灯照射路面面积分析模块发送的各道路段中路灯对应的实际照射路面面积，并将各道路段中路灯对应的实际照射路面面积分别与各道路段对应的路面面积进行对比，得到各道路段的路灯照射面积比例系数，若某道路段的路灯照射面积比例系数小于预设值，则表明该道路段的路灯对应的投射角度需要调控，该道路段记为投射角度调控道路段，此时统计投射角度调控道路段的编号，并发送至调控终端；

所述管理服务器分别接收检测时间点光照强度采集模块发送的检测时间点路灯光照强度集合和检测时间点路灯亮度检测模块发送的检测时间点路灯灯光亮度集合，并将检测时间点路灯光照强度集合与数据库中各种光照强度对应的路灯适宜灯光亮度阈值进行对比，从而筛选出各路灯在各检测时间点对应的适宜灯光亮度阈值，由此将检测时间点路灯灯光亮度集合与各路灯在各检测时间点对应的适宜灯光亮度阈值进行对比，若某路灯在某检测时间点的灯光亮度不处于该路灯在该检测时间点的适宜灯光亮度阈值内，则表明该路灯的灯光亮度需要调控，该路灯记为亮度调控路灯，该检测时间点记为亮度调控时间点，此时统计亮度调控路灯编号及其对应的亮度调控时间点编号，并发送至调控终端；

所述调控终端接收管理服务器发送的投射角度调控道路段的编号和亮度调控路灯编号及其对应的亮度调控时间点编号，并根据投射角度调控道路段的编号和道路段与路灯的对应关系，对各投射角度调控道路段上的路灯进行投射角度调控，同时根据亮度调控路灯编号及其对应的亮度调控时间点编号，在各亮度调控路灯在对应的亮度调控时间点进行灯光亮度调控。

2.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，其特征在于：所述道路段划分模块将道路划分为若干道路段，其具体的划分方法包括以下步骤：

K1:统计道路上各相邻两个路灯之间的间距；

K2:获取道路上各相邻两个路灯间距的中间位置，作为划分点，此时得到该道路上的若干划分点，该道路上的若干划分点将道路划分为若干道路段。

3.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，其特征在于：所述道路段与路灯的对应关系为第1′个道路段对应第1个路灯，第i′个道路段对应第i个路灯，第n′个道路段对应第n个路灯。

4.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，其特征在于：所述各道路段对应的路面面积统计过程为统计各道路段的长度，并根据道路的宽度，将各道路段的长度乘以道路的宽度得到各道路段对应的路面面积。

5.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，其特征在于：所述各平整道路段对应的路面平整度的具体统计方法执行以下步骤：

L1:在各平整道路段对应的路面区域内均匀布设若干监测点，并对布设的各平整道路段内的各监测点进行编号，分别标记为1,2...j...m；

L2:分别对各平整道路段内的各监测点检测距离该道路段路基的高度,并构成平整道路段监测点距离道路路基高度集合h_a′(h_a′1,h_a′2...,h_a′j,...,h_a′m)，h_a′j表示为第a′个平整道路段内第j个监测点距离该道路段路基的高度；

L3:根据平整道路段监测点距离道路路基高度集合进行各平整道路段中相邻两个监测点的距离该道路段路基的高度差计算，得到各平整道路段相邻两个监测点的距离该道路段路基的高度差，并构成平整道路段相邻监测点距离道路路基高度差集合Δh_a′[Δh_a′1,Δh_a′2...,Δh_a′j,...,Δh_a′(m-1)]，Δh_a′j表示为第a′个平整道路段内第j个监测点距离该道路段路基的高度与第j+1个监测点距离该道路段路基的高度之间的差值；

L4:从数据库中提取平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差，并根据平整道路段相邻监测点距离道路路基高度差集合和平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差统计各平整道路段对应的路面平整度，其计算公式为

δ_a′表示为第a′个平整道路段对应的路面平整度，Δh′表示为平整道路段相邻两个监测点对应的距离该道路段路基的安全高度差。

6.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，其特征在于：所述各凹陷道路段对应的路面凹陷角度的具体统计方法执行以下步骤：

G1:获取各凹陷道路段对应路面凹陷区域的起点和终点；

G2:检测各凹陷道路段对应路面凹陷区域的凹陷深度，并获取凹陷最深点；

G3:各凹陷道路段对应路面凹陷区域的起点、凹陷最深点和终点之间形成一个凹陷角，测量该凹陷角的角度，即为各凹陷道路段对应的路面凹陷角度。

7.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，其特征在于：所述各凸起道路段对应的路面凸起角度的具体统计方法执行以下步骤：

F1:获取各凸起道路段对应路面凸起区域的起点和终点；

F2:检测各凸起道路段对应路面凸起区域的凸起高度，并获取凸起最高点；

F3:各凸起道路段对应路面凸起区域的起点、凸起最高点和终点之间形成一个凸起角，测量该凸起角的角度，即为各凸起道路段对应的路面凸起角度。

8.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，其特征在于：所述各平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积的计算公式为s′_a′＝s_a*ε_a′，s′_a′表示为第a′个平整道路段中路灯对应的实际照射路面面积，s_a表示为第a′个平整道路段中第a个路灯对应的标准照射路面面积,ε_a′表示为第a′个平整道路段的路面平整度对应的路灯照射面积影响系数，各凹陷道路段中路灯对应的实际照射路面面积的计算公式为

s′_b′表示为第b′个凹陷道路段中路灯对应的实际照射路面面积，s_b表示为第b′个凹陷道路段中第b个路灯对应的标准照射路面面积,η_b′表示为第b′个凹陷道路段的路面凹陷角度对应的路灯照射面积影响系数，各凸起道路段中路灯对应的实际照射路面面积的计算公式为s′_c′＝s_c*(1+λ_c′)^e，s′_c′表示为第c′个凸起道路段中路灯对应的实际照射路面面积，s_c表示为第c′个凸起道路段中第c个路灯对应的标准照射路面面积,λ_c′表示为第c′个凸起道路段的路面凸起角度对应的路灯照射面积影响系数。

9.根据权利要求1所述的基于物联网和人工智能的道路亮化照明远程智能监测调控云平台，其特征在于：所述各道路段的路灯照射面积比例系数的计算公式为

ξ_i′表示为第i′个道路段的路灯照射面积比例系数，s′_i′表示为第i′个道路段的路灯对应的实际照射路面面积，S_i′表示为第i′个道路段对应的路面面积。

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