CN113395810A - 一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统，所述基于卫星定位的港口堆场精准照明系统包含有堆场网格模块、照明单元、作业单元、边缘计算设备和执行控制模块；所述堆场网格模块将堆场进行网格化布局，且每个网格的交叉点均设置有卫星定位坐标；所述作业单元是指在堆场作业中所使用的设备；所述边缘计算设备是一台在现场7×24小时的工控机，负责整合所采集的信息资源并对信息进行计算分析。该基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统通过边缘计算设备指令照明单元作出调整，确保作业单元行走时的能见度，同时防止作业单元在一定时间内由于来回移动而造成重复开关灯具的情况出现，减少灯具损耗。

Description

一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统
技术领域
本发明涉及港口照明相关技术领域，具体为一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统。
背景技术
为保障港口安全生产，满足港口在能见度低时作业船舶、车辆机械和人员的通行安全，港口堆场照明一般配置由多个灯具为一组的众多高杆灯，进行大面积照明。按照JT/T557-2004《港口装卸区域照明照度及测量方法》规定，港口堆场工作区域与非作业区域的照度值标准不同，工作区域的人工操作区域与无人值守操作区域的照度值标准也不同。
然而现有的港口堆场精准照明方法和系统在使用时存在以下问题：
港口堆场现有的照明系统一般按照统一的工作区域照度值进行设计并控制，以散货码头堆场照明为例，现有堆场照明是众多各规格灯塔，其上有一组往四个方向均匀分布的12或24盏灯源，一般能见度低的情况下会将所有灯塔上的灯具全部打开，无法精准控制堆场上作业单元进行作业时仅需要的能见度，从而不能满足各作业单元各种情况下的照度，堆场作业安全无法得到保障，且将造成严重的照明能耗。
针对上述问题，所以我们提出了一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统，以解决上述背景技术中提出现有的堆场照明是众多各规格灯塔，其上有一组往四个方向均匀分布的12或24盏灯源，一般能见度低的情况下会将所有灯塔上的灯具全部打开，无法精准控制堆场上作业单元进行作业时仅需要的能见度，从而不能满足各作业单元各种情况下的照度，堆场作业安全无法得到保障，且将造成严重的照明能耗的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于卫星定位的港口堆场精准照明系统，所述基于卫星定位的港口堆场精准照明系统包含有堆场网格模块、照明单元、作业单元、边缘计算设备和执行控制模块；
所述堆场网格模块将堆场进行网格化布局，实现将大工作区域分为多个格子，形成由多个小方格所组成的工作区域，且每个网格的交叉点均设置有卫星定位坐标，形成位置坐标矩阵，并且所有的网格交叉点上皆安装有照明单元，而且各网格交界点即为照明高杆灯的位置；
所述作业单元是指在堆场作业中所使用的设备，比如散货堆场中的斗轮堆取料机，比如集装箱堆场中的叉车等，且每一个作业单元上都安装有工作状态采集器；
所述边缘计算设备是一台在现场7×24的工控机，负责整合所采集的信息资源并对信息进行计算分析，且将分析得出的结果利用执行控制模块下发指令到照明单元，并且执行控制模块是一种采用基于LoRaWAN的远距离无线传输方式的传送网络。
优选的，所述堆场网格模块中的网格大小以四个交叉点上的照明单元对网格提供能够满足各种工况下的照度要求为宜，且网格交叉点上所安装的卫星定位坐标构成位置坐标矩阵。
优选的，所述工作状态采集器包括有工作状态识别装置和卫星定位装置，且工作状态采集器负责将作业单元中的作业状态及当前作业单元的卫星定位位置信息传送到边缘计算设备。
优选的，所述照明单元由12路或24路可单路控制照明系统、能见度检测仪和照明控制器三种设备所组成：
12路或24路可单路控制照明系统，其包括安装有可单灯独立控制的12盏或24盏灯具的灯塔；
能见度检测仪，其安装在高灯杆上，并具有一定高度，且不需要每个照明单元都安装，只需要在堆场外围的4个网格交叉点上安装即可；
照明控制器，其负责采集声源识别装置的数据以及能见度检测仪的数据，并将数据传送到边缘计算设备上，并且可以通过指令控制12路或24路可单路控制照明系统中灯具的开关状态。
优选的，所述作业单元移动到目标网格时，上一个网格的照明灯具并不会马上关闭，根据实际场景比如散货堆场可以等待一定时间（比如10分钟）后关闭，防止作业单元这个时间内回到上一个网格，避免短时间内重复开关灯具减少灯具损耗。
优选的，所述边缘计算设备利用处于工作状态的作业单元的卫星定位位置信息可以精确识别出在位置坐标矩阵中当前作业单元的所在位置，且边缘计算设备根据上述计算结果下发开关指令到具体网格相关的四个照明单元中，并且照明单元开启对向网格的3盏或6盏灯具，为工作单元提供足够的照度，确保具有良好的能见度。
一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法，包括以下步骤：
S1：将照明单元在堆场进行网格化布局，各网格交界点即为照明高杆灯的位置，各网格的大小以高杆灯产生的照度能够满足各种工况下的照度要求为宜，确保工作单元在进行作业时保有良好的照度；
S2：当有作业单元进场作业时，设备上的工作状态识别装置将会启动，负责将作业单元的作业状态及当前作业单元的卫星定位位置信息传送到边缘计算设备；
S3：通过能见度检测仪采集堆场的能见度，并将所采集到的数据传输到边缘计算设备；
S4：通过边缘计算设备根据上述计算结果下发开关指令到具体网格相关的四个照明单元中，照明单元开启对向网格的3盏或6盏灯具，提供足够的照度，确保为作业单元具有良好的能见度。
优选的，所述边缘计算设备将采集到的能见度进行计算分析，如果能见度低，则需要对采集到的处于工作状态的作业单元的卫星定位位置信息在位置坐标矩阵中进行搜索，可以精确识别出当前作业单元在哪个网格。
优选的，所述工作单元位置移动时，原有的卫星定位位置信息会发生变化，边缘计算设备会不断重新计算、分析后，识别出作业单元向某个网格方向移动，并移动过程中将会逐渐打开对向目标网格的灯具，提供足够的照度，确保作业单元行走时的能见度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统，通过工作状态识别装置将作业单元的作业状态及当前作业单元的卫星定位位置信息传送到边缘计算设备，边缘计算设备可以随时根据所采集的信息数据进行不断重新分析和计算，并指令照明单元作出相对应的调整，为作业单元提供足够的照度，并确保作业单元行走时的能见度，同时当作业单元移动到目标网格时，上一个网格的照明灯具并不会马上关闭，防止作业单元在短时间内回到上一个网格而造成重复开关灯具的情况出现，从而可以减少灯具的损耗。
附图说明
图1为本发明基于卫星定位的堆场照明控制流程图；
图2为本发明基于卫星定位的堆场网格划分示意图；
图3为本发明基于卫星定位的堆场照明系统图。
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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于卫星定位的港口堆场精准照明系统，该基于卫星定位的港口堆场精准照明系统，基于卫星定位的港口堆场精准照明系统包含有堆场网格模块、照明单元、作业单元、边缘计算设备和执行控制模块；
堆场网格模块将堆场进行网格化布局，实现将大工作区域分为多个格子，形成由多个小方格所组成的工作区域，且每个网格的交叉点均设置有卫星定位坐标，形成位置坐标矩阵，并且所有的网格交叉点上皆安装有照明单元，而且各网格交界点即为照明高杆灯的位置；
作业单元是指在堆场作业中所使用的设备，比如散货堆场中的斗轮堆取料机，比如集装箱堆场中的叉车等，且每一个作业单元上都安装有工作状态采集器；
边缘计算设备是一台在现场7×24的工控机，负责整合所采集的信息资源并对信息进行计算分析，且将分析得出的结果利用执行控制模块下发指令到照明单元，并且执行控制模块是一种采用基于LoRaWAN的远距离无线传输方式的传送网络。
堆场网格模块中的网格大小以四个交叉点上的照明单元对网格提供能够满足各种工况下的照度要求为宜，且网格交叉点上所安装的卫星定位坐标构成位置坐标矩阵；
工作状态采集器包括有工作状态识别装置和卫星定位装置，且工作状态采集器负责将作业单元中的作业状态及当前作业单元的卫星定位位置信息传送到边缘计算设备；
照明单元由12路或24路可单路控制照明系统、能见度检测仪和照明控制器三种设备所组成：
12路或24路可单路控制照明系统，其包括安装有可单灯独立控制的12盏或24盏灯具的灯塔；
能见度检测仪，其安装在高灯杆上，并具有一定高度，且不需要每个照明单元都安装，只需要在堆场外围的4个网格交叉点上安装即可；
照明控制器，其负责采集声源识别装置的数据以及能见度检测仪的数据，并将数据传送到边缘计算设备上，并且可以通过指令控制12路或24路可单路控制照明系统中灯具的开关状态；
作业单元移动到目标网格时，上一个网格的照明灯具并不会马上关闭，根据实际场景比如散货堆场可以等待一定时间（比如10分钟）后关闭，防止作业单元这个时间内回到上一个网格，避免短时间内重复开关灯具减少灯具损耗；
边缘计算设备利用处于工作状态的作业单元的卫星定位位置信息可以精确识别出在位置坐标矩阵中当前作业单元的所在位置，且边缘计算设备根据上述计算结果下发开关指令到具体网格相关的四个照明单元中，并且照明单元开启对向网格的3盏或6盏灯具，为工作单元提供足够的照度，确保具有良好的能见度。
本技术方案提供一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法：
其具体步骤如下：
S1：将照明单元在堆场进行网格化布局，各网格交界点即为照明高杆灯的位置，各网格的大小以高杆灯产生的照度能够满足各种工况下的照度要求为宜，确保工作单元在进行作业时保有良好的照度；
S2：当有作业单元进场作业时，设备上的工作状态识别装置将会启动，负责将作业单元的作业状态及当前作业单元的卫星定位位置信息传送到边缘计算设备；
S3：通过能见度检测仪采集堆场的能见度，并将所采集到的数据传输到边缘计算设备；
S4：通过边缘计算设备根据上述计算结果下发开关指令到具体网格相关的四个照明单元中，照明单元开启对向网格的3盏或6盏灯具，提供足够的照度，确保为作业单元具有良好的能见度。
边缘计算设备将采集到的能见度进行计算分析，如果能见度低，则需要对采集到的处于工作状态的作业单元的卫星定位位置信息在位置坐标矩阵中进行搜索，可以精确识别出当前作业单元在哪个网格；
工作单元位置移动时，原有的卫星定位位置信息会发生变化，边缘计算设备会不断重新计算、分析后，识别出作业单元向某个网格方向移动，并移动过程中将会逐渐打开对向目标网格的灯具，提供足够的照度，确保作业单元行走时的能见度。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于卫星定位的港口堆场精准照明系统，其特征在于：所述基于卫星定位的港口堆场精准照明系统包含有堆场网格模块、照明单元、作业单元、边缘计算设备和执行控制模块；
所述堆场网格模块将堆场进行网格化布局，实现将大工作区域分为多个格子，形成由多个小方格所组成的工作区域，且每个网格的交叉点均设置有卫星定位坐标，形成位置坐标矩阵，并且所有的网格交叉点上皆安装有照明单元，而且各网格交界点即为照明高杆灯的位置；
所述作业单元是指在堆场作业中所使用的设备，比如散货堆场中的斗轮堆取料机，比如集装箱堆场中的叉车等，且每一个作业单元上都安装有工作状态采集器；
所述边缘计算设备是一台在现场7×24的工控机，负责整合所采集的信息资源并对信息进行计算分析，且将分析得出的结果利用执行控制模块下发指令到照明单元，并且执行控制模块是一种采用基于LoRaWAN的远距离无线传输方式的传送网络。
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统，其特征在于：所述堆场网格模块中的网格大小以四个交叉点上的照明单元对网格提供能够满足各种工况下的照度要求为宜，且网格交叉点上所安装的卫星定位坐标构成位置坐标矩阵。
3.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统，其特征在于：所述工作状态采集器包括有工作状态识别装置和卫星定位装置，且工作状态采集器负责将作业单元中的作业状态及当前作业单元的卫星定位位置信息传送到边缘计算设备。
4.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统，其特征在于：所述照明单元由12路或24路可单路控制照明系统、能见度检测仪和照明控制器三种设备所组成：
12路或24路可单路控制照明系统，其包括安装有可单灯独立控制的12盏或24盏灯具的灯塔；
能见度检测仪，其安装在高灯杆上，并具有一定高度，且不需要每个照明单元都安装，只需要在堆场外围的4个网格交叉点上安装即可；
照明控制器，其负责采集声源识别装置的数据以及能见度检测仪的数据，并将数据传送到边缘计算设备上，并且可以通过指令控制12路或24路可单路控制照明系统中灯具的开关状态。
5.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统，其特征在于：所述作业单元移动到目标网格时，上一个网格的照明灯具并不会马上关闭，根据实际场景比如散货堆场可以等待一定时间（比如10分钟）后关闭，防止作业单元这个时间内回到上一个网格，避免短时间内重复开关灯具减少灯具损耗。
6.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法和系统，其特征在于：所述边缘计算设备利用处于工作状态的作业单元的卫星定位位置信息可以精确识别出在位置坐标矩阵中当前作业单元的所在位置，且边缘计算设备根据上述计算结果下发开关指令到具体网格相关的四个照明单元中，并且照明单元开启对向网格的3盏或6盏灯具，为工作单元提供足够的照度，确保具有良好的能见度。
7.一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将照明单元在堆场进行网格化布局，各网格交界点即为照明高杆灯的位置，各网格的大小以高杆灯产生的照度能够满足各种工况下的照度要求为宜，确保工作单元在进行作业时保有良好的照度；
S2：当有作业单元进场作业时，设备上的工作状态识别装置将会启动，负责将作业单元的作业状态及当前作业单元的卫星定位位置信息传送到边缘计算设备；
S3：通过能见度检测仪采集堆场的能见度，并将所采集到的数据传输到边缘计算设备；
S4：通过边缘计算设备根据上述计算结果下发开关指令到具体网格相关的四个照明单元中，照明单元开启对向网格的3盏或6盏灯具，提供足够的照度，确保为作业单元具有良好的能见度。
8.根据权利要求7所述的一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法，其特征在于：所述边缘计算设备将采集到的能见度进行计算分析，如果能见度低，则需要对采集到的处于工作状态的作业单元的卫星定位位置信息在位置坐标矩阵中进行搜索，可以精确识别出当前作业单元在哪个网格。
9.根据权利要求7所述的一种基于卫星定位的港口堆场精准照明方法，其特征在于：所述工作单元位置移动时，原有的卫星定位位置信息会发生变化，边缘计算设备会不断重新计算、分析后，识别出作业单元向某个网格方向移动，并移动过程中将会逐渐打开对向目标网格的灯具，提供足够的照度，确保作业单元行走时的能见度。
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