CN113099589A - 基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，包括道路路灯统计模块、道路区域划分模块、照明数据库、道路子区域环境参数采集模块、路灯当天蓄电量统计模块、路灯当天照明总耗电量统计模块、分析云平台和调节控制终端，通过分析城乡道路上各路灯对应当天照明的总耗电量和当天蓄电量，并将各路灯对应当天照明的总耗电量和当天蓄电量进行对比，从中筛选出电量不足路灯和电量有余路灯，进而对筛选出的路灯的照射亮度进行针对性调节，弥补了当前城乡道路照明存在的有些路灯对应的蓄电量无法支撑规定照明时长的不足，实现了城乡道路路面在整个照明时长内的均衡照明，极大保障了人们在夜晚出行的安全。
Description
技术领域
本发明属于道路亮化照明调控技术领域，具体涉及基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统。
背景技术
近年来,随着城乡建设的快速发展,城乡道路照明设施的规模及数量越来越大，道路照明建设在取得成就的同时也不可避免的产生了一些问题，如道路路灯照明电能利用率低，导致用电浪费，这不符合目前国家提倡的节能减排政策。为了响应国家提倡的节能减排需求，现在的城乡道路路灯多采用太阳能路灯，其具体工作原理为白天太阳能路灯充分吸收太阳光，将其转换为电能存储在蓄电池中，夜晚供其照明使用。这不仅大大节约了电能，而且太阳能路灯在整个转化的过程中不糊释放出任何对环境会造成污染的元素，绿色环保，目前已成为城乡道路照明的重要发展方向。
但该太阳能路灯在实际使用过程中由于城乡道路上太阳能路灯安装的位置不一样，其对应吸收的太阳光能量不同，进而使得太阳能路灯对应的蓄电量存在差异，在夜晚规定的照明时长里，就有可能出现有些路面的太阳能路灯对应的蓄电量按照正常的照射亮度不足以支撑照明时长，从而致使在一些照明时间段停止照明，影响人们在夜晚的出行安全。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，通过分析城乡道路上各路灯对应当天照明的总耗电量和当天蓄电量，并将各路灯对应当天照明的总耗电量和当天蓄电量进行对比，从中筛选出电量不足路灯和电量有余路灯，进而对筛选出的路灯的照射亮度进行针对性调节，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：
基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，包括道路路灯统计模块、道路区域划分模块、照明数据库、道路子区域环境参数采集模块、路灯当天蓄电量统计模块、路灯当天照明总耗电量统计模块、分析云平台和调节控制终端；
所述道路路灯统计模块用于对道路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；
所述道路区域划分模块用于获取道路的宽度，并根据道路的宽度和道路上存在的路灯数量将道路划分为若干道路子区域，其中各道路子区域分别对应一个路灯，进而按照道路子区域与路灯的对应关系，将各道路子区域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...j...m，同时获取各道路子区域对应的路面面积，并将各道路子区域对应的路面面积发送至路灯当天照明实际耗电量统计模块；
所述道路子区域环境参数采集模块包括若干环境参数采集终端，用于采集各道路子区域的环境参数，并将采集的各道路子区域的环境参数构成道路子区域环境参数集合Gw(gw1,gw2,...,gwi,...,gwn)，gwi表示为第i个道路子区域的环境参数对应的数值，w表示为环境参数，w＝e1,e2,e1,e2分别表示为路面环境照度、路面湿度，道路子区域环境参数采集模块将道路子区域环境参数集合发送至路灯当天照明实际耗电量统计模块；
所述路灯当天蓄电量统计模块用于对道路上的各路灯获取路灯对应的当天蓄电量，并构成路灯当天蓄电量集合Q(Q1,Q2...,Qi,...,Qn)，Qi表示为第i个路灯对应的当天蓄电量，路灯当天蓄电量统计模块将路灯当天蓄电量集合发送至分析云平台；
所述照明数据库用于存储道路的各种路面面积对应路灯的标准照射亮度，存储各种路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数，存储各种路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数，存储路灯各种照射亮度对应每小时照明的耗电量；
所述路灯当天照明总耗电量统计模块分别接收道路区域划分模块发送的各道路子区域对应的路面面积和道路子区域环境参数采集模块发送的道路子区域环境参数集合，用于对各路灯当天照明的总耗电量进行统计，其具体统计方法包括以下步骤：
S1:根据各道路子区域对应的路面面积从照明数据库中筛选出各道路子区域中路灯对应的标准照射亮度，并构成道路子区域路灯标准照射亮度集合L(L1,L2,...,Lj,...,Lm)；
S2:从道路子区域环境参数集合中分别提取各道路子区域的路面环境照度和路面湿度，进而将提取的各道路子区域的路面环境照度与照明数据库中各种路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数进行对比，以此得到各道路子区域的路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数，将提取的各道路子区域的路面湿度与照明数据库中各种路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数进行对比，以此得到各道路子区域的路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数；
S3:根据各道路子区域中路灯对应的标准照射亮度、各道路子区域的路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数和各道路子区域的路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数统计各道路子区域中路灯对应的实际照射亮度；
S4:将统计的各道路子区域中路灯对应的实际照射亮度从照明数据库中筛查出各道路子区域中路灯实际照射亮度对应每小时照明的耗电量；
S5:获取该道路上路灯当天对应的照明时长，并根据各道路子区域中路灯实际照射亮度对应每小时照明的耗电量和路灯当天对应的照明时长统计该道路上各路灯当天照明对应的总耗电量，进而构成路灯当前照明总耗电量集合C(C1,C2...,Ci,...,Cn)，Ci表示为第i个路灯当天照明对应的总耗电量，路灯当天照明总耗电量统计模块将路灯当前照明总耗电量集合发送至分析云平台；
所述分析云平台分别接收路灯当天蓄电量统计模块发送的路灯当天蓄电量集合和路灯当天照明总耗电量统计模块发送的路灯当前照明总耗电量集合，并将路灯当天蓄电量集合与路灯当前照明总耗电量集合进行对比，若某路灯对应的当天蓄电量小于该路灯当天照明对应的总耗电量，则表明该路灯当天电量不足，该路灯记为电量不足路灯，若某路灯对应的当天蓄电量大于该路灯当天照明对应的总耗电量，则表明该路灯电量有余，该路灯记为电量有余路灯，此时统计电量不足路灯编号和电量有余路灯编号，并根据各电量不足路灯编号，获取各电量不足路灯对应的左右相邻两个路灯对应的编号，进而将各电量不足路灯对应的左右相邻两个路灯对应的编号与电量有余路灯编号进行匹配，若某电量不足路灯匹配成功，则表明该电量不足路灯存在至少一个相邻路灯为电量有余路灯，该电量不足路灯记为匹配成功电量不足路灯，此时统计各匹配成功电量不足路灯编号及其对应的电量有余路灯编号，若某电量不足路灯匹配失败，该电量不足路灯记为匹配失败电量不足路灯，此时统计各匹配失败电量不足路灯编号，分析云平台将各匹配成功电量不足路灯编号及其对应的电量有余路灯编号和各匹配失败电量不足路灯编号发送至调节控制终端；
所述调节控制终端接收分析云平台发送的各匹配成功电量不足路灯编号及其对应的电量有余路灯编号和各匹配失败电量不足路灯编号，进而对各匹配成功电量不足路灯的照射亮度进行调低，对各匹配成功电量不足路灯对应的电量有余路灯的照射亮度进行调高，对各匹配失败电量不足路灯的照射亮度进行调低。
作为优选技术方案，所述道路区域划分模块将道路划分为若干道路子区域，其具体的划分方法包括以下步骤：
H1:分别获取道路上各路灯所处地理位置，将各路灯所处地理位置记为采集点，由此得到的各采集点将道路分解为若干道路段；
H2:对分解的各道路段获取中点位置，该中点位置记为划分点，由此得到该道路上的若干划分点；
H3:该道路上的若干划分点及道路的宽度将道路划分为若干道路子区域。
作为优选技术方案，所述道路子区域与路灯的对应关系为第1个道路子区域对应第1个路灯，第j个道路子区域对应第i个路灯，第m个道路子区域对应第n个路灯。
作为优选技术方案，所述环境参数采集终端包括湿度传感器和照度计，其中湿度传感器用于检测各道路子区域的路面湿度，照度计用于检测各道路子区域的路面环境照度。
作为优选技术方案，所述各道路子区域中路灯对应的实际照射亮度的计算公式为
L′j表示为第j个道路子区域中路灯对应的实际照射亮度，Lj表示为第j个道路子区域的路灯对应的标准照射亮度，σj表示为第j个道路子区域的路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数，ηj表示为第j个道路子区域的路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数。
作为优选技术方案，所述该道路上各路灯当天照明对应的总耗电量的计算公式为Ci＝ci*T,ci表示为第j个道路子区域对应的第i个路灯实际照射亮度对应每小时照明的耗电量，T表示为该道路上路灯当天对应的照明时长。
作为优选技术方案，所述匹配成功是指该电量不足路灯对应的相邻两个路灯中至少有一个路灯编号与某个电量有余路灯编号一致，所述匹配失败是指该电量不足路灯对应的相邻两个路灯均不是电量有余路灯。
作为优选技术方案，所述调节控制终端对各匹配成功电量不足路灯的照射亮度进行调低，对各匹配成功电量不足路灯对应的电量有余路灯的照射亮度进行调高，对各匹配失败电量不足路灯的照射亮度进行调低过程中，还包括对照射亮度调节的幅度进行分析，其具体分析方法执行以下步骤：
R1:根据各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯的编号，从路灯当天蓄电量集合中分别提取各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的当天蓄电量；
R2:分别将各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的当天蓄电量除以该道路路灯当天对应的照明时长，得到各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯的当天蓄电量对应支撑每小时照明的耗电量，进而将其从照明数据库中筛选出各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯的当天蓄电量对应支撑每小时照明耗电量对应的照射亮度，该照射亮度记为支撑照射亮度；
R3:将各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的实际照射亮度减去其对应的支撑照射亮度，得到各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的照射亮度调低幅度值；
R4:根据各匹配成功电量不足路灯对应的电量有余路灯编号，从路灯当天蓄电量集合中提取各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的当天蓄电量；
R5:将各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的当天蓄电量除以该道路路灯当天对应的照明时长，得到各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯的当天蓄电量对应支撑每小时照明的耗电量，进而将其从照明数据库中筛选出各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯的支撑照射亮度；
R6:将各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的实际照射亮度减去其对应的支撑照射亮度，得到各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的照射亮度调高幅度值。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过获取各道路子区域的路面面积和环境参数，并以此统计各道路子区域的路灯对应的实际照射亮度，同时获取道路路灯对应的当天照明时长，由此分析出各路灯当天照明对应的总耗电量，与此同时获取道路上各路灯对应的当天蓄电量，以此将各路灯对应的当天蓄电量与当天照明对应的总耗电量进行对比，从中筛选出电量不足路灯和电量有余路灯，进而对电量不足路灯的照射亮度进行调低，对电量有余路灯的照射亮度进行调高，弥补了当前城乡道路照明存在的有些路灯对应的蓄电量无法支撑规定照明时长的不足，实现了城乡道路路面在整个照明时长内的均衡照明，避免了某些路面在某照明时段停止照明情况的发生，极大保障了人们在夜晚出行的安全。
(2)本发明在对电量不足路灯和电量有余路灯进行照射亮度调节过程中，通过对电量不足路灯获取左右相邻两个路灯对应的编号，并将电量不足路灯对应的左右相邻两个路灯对应的编号与电量有余路灯编号进行匹配，由此得到匹配成功的电量不足路灯和匹配失败的电量不足路灯，进而对匹配成功电量不足路灯对应的电量有余路灯的照射亮度进行调高，避免对道路上所有电量有余路灯均进行调高造成的电能浪费，提高了电能利用率，达到了节约电能的目的。
(3)本发明在对电量不足路灯和电量有余路灯进行照射亮度调节过程中，还对亮度调节的幅度进行分析，为相应路灯亮度的具体调节提供了调节依据。
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，基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，包括道路路灯统计模块、道路区域划分模块、照明数据库、道路子区域环境参数采集模块、路灯当天蓄电量统计模块、路灯当天照明总耗电量统计模块、分析云平台和调节控制终端，其中道路路灯统计模块分别与道路区域划分模块和路灯当天蓄电量统计模块连接，道路区域划分模块分别与道路子区域环境参数采集模块和路灯当天照明总耗电量统计模块连接，道路子区域环境参数采集模块与路灯当天照明总耗电量统计模块连接，路灯当天蓄电量统计模块与路灯当天照明总耗电量统计模块均与分析云平台连接，分析云平台与调节控制终端连接。
道路路灯统计模块用于对道路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。
道路区域划分模块用于获取道路的宽度，并根据道路的宽度和道路上存在的路灯数量将道路划分为若干道路子区域，其具体的划分方法包括以下步骤：
H1:分别获取道路上各路灯所处地理位置，将各路灯所处地理位置记为采集点，由此得到的各采集点将道路分解为若干道路段；
H2:对分解的各道路段获取中点位置，该中点位置记为划分点，由此得到该道路上的若干划分点；
H3:该道路上的若干划分点及道路的宽度将道路划分为若干道路子区域；
其中各道路子区域分别对应一个路灯，进而按照道路子区域与路灯的对应关系，其对应关系具体为第1个道路子区域对应第1个路灯，第j个道路子区域对应第i个路灯，第m个道路子区域对应第n个路灯，将各道路子区域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...j...m，同时获取各道路子区域对应的路面面积，并将各道路子区域对应的路面面积发送至路灯当天照明实际耗电量统计模块。
道路子区域环境参数采集模块包括若干环境参数采集终端，用于采集各道路子区域的环境参数，所述环境参数采集终端包括湿度传感器和照度计，其中湿度传感器用于检测各道路子区域的路面湿度，照度计用于检测各道路子区域的路面环境照度，并将采集的各道路子区域的环境参数构成道路子区域环境参数集合Gw(gw1,gw2,...,gwi,...,gwn)，gwi表示为第i个道路子区域的环境参数对应的数值，w表示为环境参数，w＝e1,e2,e1,e2分别表示为路面环境照度、路面湿度，道路子区域环境参数采集模块将道路子区域环境参数集合发送至路灯当天照明实际耗电量统计模块；
路灯当天蓄电量统计模块用于对道路上的各路灯获取路灯对应的当天蓄电量，并构成路灯当天蓄电量集合Q(Q1,Q2...,Qi,...,Qn)，Qi表示为第i个路灯对应的当天蓄电量，路灯当天蓄电量统计模块将路灯当天蓄电量集合发送至分析云平台。
照明数据库用于存储道路的各种路面面积对应路灯的标准照射亮度，存储各种路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数，存储各种路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数，存储路灯各种照射亮度对应每小时照明的耗电量。
路灯当天照明总耗电量统计模块分别接收道路区域划分模块发送的各道路子区域对应的路面面积和道路子区域环境参数采集模块发送的道路子区域环境参数集合，用于对各路灯当天照明的总耗电量进行统计，其具体统计方法包括以下步骤：
S1:根据各道路子区域对应的路面面积从照明数据库中筛选出各道路子区域中路灯对应的标准照射亮度，并构成道路子区域路灯标准照射亮度集合L(L1,L2,...,Lj,...,Lm)；
S2:从道路子区域环境参数集合中分别提取各道路子区域的路面环境照度和路面湿度，进而将提取的各道路子区域的路面环境照度与照明数据库中各种路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数进行对比，以此得到各道路子区域的路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数，将提取的各道路子区域的路面湿度与照明数据库中各种路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数进行对比，以此得到各道路子区域的路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数；
S3:根据各道路子区域中路灯对应的标准照射亮度、各道路子区域的路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数和各道路子区域的路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数统计各道路子区域中路灯对应的实际照射亮度
L′j表示为第j个道路子区域中路灯对应的实际照射亮度，Lj表示为第j个道路子区域的路灯对应的标准照射亮度，σj表示为第j个道路子区域的路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数，ηj表示为第j个道路子区域的路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数；
S4:将统计的各道路子区域中路灯对应的实际照射亮度从照明数据库中筛查出各道路子区域中路灯实际照射亮度对应每小时照明的耗电量；
S5:获取该道路上路灯当天对应的照明时长，并根据各道路子区域中路灯实际照射亮度对应每小时照明的耗电量和路灯当天对应的照明时长统计该道路上各路灯当天照明对应的总耗电量Ci＝ci*T,ci表示为第j个道路子区域对应的第i个路灯实际照射亮度对应每小时照明的耗电量，T表示为该道路上路灯当天对应的照明时长，进而构成路灯当前照明总耗电量集合C(C1,C2...,Ci,...,Cn)，Ci表示为第i个路灯当天照明对应的总耗电量，路灯当天照明总耗电量统计模块将路灯当前照明总耗电量集合发送至分析云平台。
本实施例统计的各道路子区域路灯对应的实际照射亮度综合了道路子区域的路面面积、路面湿度和路面环境照度对路灯照射亮度的影响，更切合实际照射情况，更能切实满足人们夜晚出行的路灯照射亮度需求，避免只根据路面面积统计路灯实际照射亮度造成的统计片面、不切合实际的问题，影响后续统计路灯当天照明总耗电量的可靠度。
分析云平台分别接收路灯当天蓄电量统计模块发送的路灯当天蓄电量集合和路灯当天照明总耗电量统计模块发送的路灯当前照明总耗电量集合，并将路灯当天蓄电量集合与路灯当前照明总耗电量集合进行对比，若某路灯对应的当天蓄电量小于该路灯当天照明对应的总耗电量，则表明该路灯当天电量不足，该路灯记为电量不足路灯，若某路灯对应的当天蓄电量大于该路灯当天照明对应的总耗电量，则表明该路灯电量有余，该路灯记为电量有余路灯，此时统计电量不足路灯编号和电量有余路灯编号，并根据各电量不足路灯编号，获取各电量不足路灯对应的左右相邻两个路灯对应的编号，进而将各电量不足路灯对应的左右相邻两个路灯对应的编号与电量有余路灯编号进行匹配，若某电量不足路灯匹配成功，该匹配成功是指该电量不足路灯对应的相邻两个路灯中至少有一个路灯编号与某个电量有余路灯编号一致，表明该电量不足路灯存在至少一个相邻路灯为电量有余路灯，该电量不足路灯记为匹配成功电量不足路灯，此时统计各匹配成功电量不足路灯编号及其对应的电量有余路灯编号，若某电量不足路灯匹配失败，该匹配失败是指该电量不足路灯对应的相邻两个路灯均不是电量有余路灯，该电量不足路灯记为匹配失败电量不足路灯，此时统计各匹配失败电量不足路灯编号，分析云平台将各匹配成功电量不足路灯编号及其对应的电量有余路灯编号和各匹配失败电量不足路灯编号发送至调节控制终端。
调节控制终端接收分析云平台发送的各匹配成功电量不足路灯编号及其对应的电量有余路灯编号和各匹配失败电量不足路灯编号，进而对各匹配成功电量不足路灯的照射亮度进行调低，对各匹配成功电量不足路灯对应的电量有余路灯的照射亮度进行调高，对各匹配失败电量不足路灯的照射亮度进行调低，避免对道路上所有电量有余路灯均进行调高造成的电能浪费，提高了电能利用率，达到了节约电能的目的，其中调节控制终端还包括对路灯照射亮度调节的幅度进行分析，其具体分析方法执行以下步骤：
R1:根据各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯的编号，从路灯当天蓄电量集合中分别提取各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的当天蓄电量；
R2:分别将各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的当天蓄电量除以该道路路灯当天对应的照明时长，得到各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯的当天蓄电量对应支撑每小时照明的耗电量，进而将其从照明数据库中筛选出各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯的当天蓄电量对应支撑每小时照明耗电量对应的照射亮度，该照射亮度记为支撑照射亮度；
R3:将各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的实际照射亮度减去其对应的支撑照射亮度，得到各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的照射亮度调低幅度值；
R4:根据各匹配成功电量不足路灯对应的电量有余路灯编号，从路灯当天蓄电量集合中提取各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的当天蓄电量；
R5:将各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的当天蓄电量除以该道路路灯当天对应的照明时长，得到各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯的当天蓄电量对应支撑每小时照明的耗电量，进而将其从照明数据库中筛选出各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯的支撑照射亮度；
R6:将各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的实际照射亮度减去其对应的支撑照射亮度，得到各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的照射亮度调高幅度值。
本实施例在对电量不足路灯和电量有余路灯进行照射亮度调节过程中，还对亮度调节的幅度进行分析，为相应路灯亮度的具体调节提供了调节依据。
本发明通过将各路灯对应的当天蓄电量与当天照明对应的总耗电量进行对比，从中筛选出电量不足路灯和电量有余路灯，进而对电量不足路灯的照射亮度进行调低，对电量有余路灯的照射亮度进行调高，弥补了当前城乡道路照明存在的有些路灯对应的蓄电量无法支撑规定照明时长的不足，实现了城乡道路路面在整个照明时长内的均衡照明，避免了某些路面在某照明时段停止照明情况的发生，极大保障了人们在夜晚出行的安全。
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 (8)
1.基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，其特征在于：包括道路路灯统计模块、道路区域划分模块、照明数据库、道路子区域环境参数采集模块、路灯当天蓄电量统计模块、路灯当天照明总耗电量统计模块、分析云平台和调节控制终端；
所述道路路灯统计模块用于对道路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；
所述道路区域划分模块用于获取道路的宽度，并根据道路的宽度和道路上存在的路灯数量将道路划分为若干道路子区域，其中各道路子区域分别对应一个路灯，进而按照道路子区域与路灯的对应关系，将各道路子区域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...j...m，同时获取各道路子区域对应的路面面积，并将各道路子区域对应的路面面积发送至路灯当天照明实际耗电量统计模块；
所述道路子区域环境参数采集模块包括若干环境参数采集终端，用于采集各道路子区域的环境参数，并将采集的各道路子区域的环境参数构成道路子区域环境参数集合Gw(gw1,gw2,...,gwi,...,gwn)，gwi表示为第i个道路子区域的环境参数对应的数值，w表示为环境参数，w＝e1,e2,e1,e2分别表示为路面环境照度、路面湿度，道路子区域环境参数采集模块将道路子区域环境参数集合发送至路灯当天照明实际耗电量统计模块；
所述路灯当天蓄电量统计模块用于对道路上的各路灯获取路灯对应的当天蓄电量，并构成路灯当天蓄电量集合Q(Q1,Q2...,Qi,...,Qn)，Qi表示为第i个路灯对应的当天蓄电量，路灯当天蓄电量统计模块将路灯当天蓄电量集合发送至分析云平台；
所述照明数据库用于存储道路的各种路面面积对应路灯的标准照射亮度，存储各种路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数，存储各种路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数，存储路灯各种照射亮度对应每小时照明的耗电量；
所述路灯当天照明总耗电量统计模块分别接收道路区域划分模块发送的各道路子区域对应的路面面积和道路子区域环境参数采集模块发送的道路子区域环境参数集合，用于对各路灯当天照明的总耗电量进行统计，其具体统计方法包括以下步骤：
S1:根据各道路子区域对应的路面面积从照明数据库中筛选出各道路子区域中路灯对应的标准照射亮度，并构成道路子区域路灯标准照射亮度集合L(L1,L2,...,Lj,...,Lm)；
S2:从道路子区域环境参数集合中分别提取各道路子区域的路面环境照度和路面湿度，进而将提取的各道路子区域的路面环境照度与照明数据库中各种路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数进行对比，以此得到各道路子区域的路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数，将提取的各道路子区域的路面湿度与照明数据库中各种路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数进行对比，以此得到各道路子区域的路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数；
S3:根据各道路子区域中路灯对应的标准照射亮度、各道路子区域的路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数和各道路子区域的路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数统计各道路子区域中路灯对应的实际照射亮度；
S4:将统计的各道路子区域中路灯对应的实际照射亮度从照明数据库中筛查出各道路子区域中路灯实际照射亮度对应每小时照明的耗电量；
S5:获取该道路上路灯当天对应的照明时长，并根据各道路子区域中路灯实际照射亮度对应每小时照明的耗电量和路灯当天对应的照明时长统计该道路上各路灯当天照明对应的总耗电量，进而构成路灯当前照明总耗电量集合C(C1,C2...,Ci,...,Cn)，Ci表示为第i个路灯当天照明对应的总耗电量，路灯当天照明总耗电量统计模块将路灯当前照明总耗电量集合发送至分析云平台；
所述分析云平台分别接收路灯当天蓄电量统计模块发送的路灯当天蓄电量集合和路灯当天照明总耗电量统计模块发送的路灯当前照明总耗电量集合，并将路灯当天蓄电量集合与路灯当前照明总耗电量集合进行对比，若某路灯对应的当天蓄电量小于该路灯当天照明对应的总耗电量，则表明该路灯当天电量不足，该路灯记为电量不足路灯，若某路灯对应的当天蓄电量大于该路灯当天照明对应的总耗电量，则表明该路灯电量有余，该路灯记为电量有余路灯，此时统计电量不足路灯编号和电量有余路灯编号，并根据各电量不足路灯编号，获取各电量不足路灯对应的左右相邻两个路灯对应的编号，进而将各电量不足路灯对应的左右相邻两个路灯对应的编号与电量有余路灯编号进行匹配，若某电量不足路灯匹配成功，则表明该电量不足路灯存在至少一个相邻路灯为电量有余路灯，该电量不足路灯记为匹配成功电量不足路灯，此时统计各匹配成功电量不足路灯编号及其对应的电量有余路灯编号，若某电量不足路灯匹配失败，该电量不足路灯记为匹配失败电量不足路灯，此时统计各匹配失败电量不足路灯编号，分析云平台将各匹配成功电量不足路灯编号及其对应的电量有余路灯编号和各匹配失败电量不足路灯编号发送至调节控制终端；
所述调节控制终端接收分析云平台发送的各匹配成功电量不足路灯编号及其对应的电量有余路灯编号和各匹配失败电量不足路灯编号，进而对各匹配成功电量不足路灯的照射亮度进行调低，对各匹配成功电量不足路灯对应的电量有余路灯的照射亮度进行调高，对各匹配失败电量不足路灯的照射亮度进行调低。
2.根据权利要求1所述的基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，其特征在于：所述道路区域划分模块将道路划分为若干道路子区域，其具体的划分方法包括以下步骤：
H1:分别获取道路上各路灯所处地理位置，将各路灯所处地理位置记为采集点，由此得到的各采集点将道路分解为若干道路段；
H2:对分解的各道路段获取中点位置，该中点位置记为划分点，由此得到该道路上的若干划分点；
H3:该道路上的若干划分点及道路的宽度将道路划分为若干道路子区域。
3.根据权利要求1所述的基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，其特征在于：所述道路子区域与路灯的对应关系为第1个道路子区域对应第1个路灯，第j个道路子区域对应第i个路灯，第m个道路子区域对应第n个路灯。
4.根据权利要求1所述的基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，其特征在于：所述环境参数采集终端包括湿度传感器和照度计，其中湿度传感器用于检测各道路子区域的路面湿度，照度计用于检测各道路子区域的路面环境照度。
5.根据权利要求1所述的基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，其特征在于：所述各道路子区域中路灯对应的实际照射亮度的计算公式为
L′j表示为第j个道路子区域中路灯对应的实际照射亮度，Lj表示为第j个道路子区域的路灯对应的标准照射亮度，σj表示为第j个道路子区域的路面湿度对应的路灯照射亮度影响系数，ηj表示为第j个道路子区域的路面环境照度对应的路灯照射亮度影响系数。
6.根据权利要求1所述的基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，其特征在于：所述该道路上各路灯当天照明对应的总耗电量的计算公式为Ci＝ci*T,ci表示为第j个道路子区域对应的第i个路灯实际照射亮度对应每小时照明的耗电量，T表示为该道路上路灯当天对应的照明时长。
7.根据权利要求1所述的基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，其特征在于：所述匹配成功是指该电量不足路灯对应的相邻两个路灯中至少有一个路灯编号与某个电量有余路灯编号一致，所述匹配失败是指该电量不足路灯对应的相邻两个路灯均不是电量有余路灯。
8.根据权利要求1所述的基于大数据分析和人工智能的城乡道路照明亮化调节控制云系统，其特征在于：所述调节控制终端对各匹配成功电量不足路灯的照射亮度进行调低，对各匹配成功电量不足路灯对应的电量有余路灯的照射亮度进行调高，对各匹配失败电量不足路灯的照射亮度进行调低过程中，还包括对照射亮度调节的幅度进行分析，其具体分析方法执行以下步骤：
R1:根据各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯的编号，从路灯当天蓄电量集合中分别提取各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的当天蓄电量；
R2:分别将各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的当天蓄电量除以该道路路灯当天对应的照明时长，得到各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯的当天蓄电量对应支撑每小时照明的耗电量，进而将其从照明数据库中筛选出各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯的当天蓄电量对应支撑每小时照明耗电量对应的照射亮度，该照射亮度记为支撑照射亮度；
R3:将各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的实际照射亮度减去其对应的支撑照射亮度，得到各匹配成功电量不足路灯和各匹配失败电量不足路灯对应的照射亮度调低幅度值；
R4:根据各匹配成功电量不足路灯对应的电量有余路灯编号，从路灯当天蓄电量集合中提取各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的当天蓄电量；
R5:将各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的当天蓄电量除以该道路路灯当天对应的照明时长，得到各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯的当天蓄电量对应支撑每小时照明的耗电量，进而将其从照明数据库中筛选出各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯的支撑照射亮度；
R6:将各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的实际照射亮度减去其对应的支撑照射亮度，得到各匹配成功电量不足路灯对应电量有余路灯对应的照射亮度调高幅度值。
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