CN115860715A - 一种智慧城市路灯管控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧城市路灯管控系统及方法，属于智慧城市技术领域；通过将道路方面的数据和路灯方面的数据进行联立整合获取照明适配度，基于照明适配度分析评估安装的路灯是否与道路相匹配，以便为后续路灯的更换维护提供告警提示；通过对不同道路路灯不同维度的历史巡检数据进行整合获取管控适配度，基于管控适配度分析判断对应道路路灯的工作稳定性是否异常以及异常的级别，以便自适应的动态调整巡检的频次来对道路路灯进行管控；本发明用于解决现有方案中智慧城市路灯管控的整体效果不佳的技术问题。

Description

一种智慧城市路灯管控系统及方法

技术领域

本发明涉及智慧城市技术领域，具体涉及一种智慧城市路灯管控系统及方法。

背景技术

智慧城市是指在城市规划、设计、建设、管理与运营等领域中，通过物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等智能计算技术的应用，使得城市管理、教育、医疗、房地产、交通运输、公用事业和公众安全等城市组成的关键基础设施组件和服务更互联、高效和智能，从而为市民提供更美好的生活和工作服务、为企业创造更有利的商业发展环境、为政府赋能更高效的运营与管理机制。

经检索，公开号为CN110876126A、名称为一种基于智慧路灯的城市控制管理系统的中国发明，公开了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；该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；

但是，存在的缺陷包括：没有从路灯方面和道路方面进行数据分析和匹配，评估判断路灯的安装效果是否合适，无法为后续道路路灯的更换和维护提供数据支持，使得路灯的使用效果不佳；同时，也不能对路灯安装后的巡查数据进行监测评估，来自适应的对不同道路上路灯的巡查进行动态调整，使得路灯巡查管控的效果不佳，进而导致智慧城市路灯管控的整体效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智慧城市路灯管控系统及方法，用于解决现有方案中智慧城市路灯管控的整体效果不佳的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种智慧城市路灯管控系统，包括：

路灯统计模块，用于对管控区域中各个道路上的路灯进行基础信息采集，得到基础信息集；

路灯分析模块，用于根据基础信息集对对应路灯的安装状态进行计算分析，通过提取基础信息集中定义的各项数据的数值并联立整合获取道路路灯安装的照明适配度ZSD；

根据照明适配度ZSD来对对应道路上路灯的安装状态进行分析，得到包含第一灯估信号和第二灯估信号的基础分析集并上传服务器和数据库；

路灯异常模块，用于对不同道路上路灯出现的异常情况进行监测并统计，得到路灯异常集；

异常分析模块，用于提取路灯异常集中定义的各项数据的数值并与道路对应的道路预设值进行联立整合获取道路路灯安装的管控适配度GSD；根据管控适配度GSD来对对应道路上路灯的巡检状态进行分析，得到包含第一巡检信号、第二巡检信号和第三巡检信号的异常分析集并上传服务器和数据库；

调控提示模块，用于根据基础分析集和异常分析集分别对道路上路灯的更换维护以及巡查自适应的进行动态提示和调整。

优选地，基础信息集的获取步骤包括：

获取管控区域中各个道路的类型以及对应的道路预设值并定义；

统计道路的总长度以及道路上单边路灯总个数并分别定义；

统计相邻路灯之间的间距以及灯杆的高度并分别定义；

获取路灯的最大光亮度并定义；

将定义的各项数据进行排列组合，得到基础信息集。

优选地，若照明适配阈值ZSD0*P％＜照明适配度ZSD＜照明适配阈值ZSD0，则生成第一灯估信号并将对应的道路定义为一类适配道路；P的取值范围为(0，90)；

若照明适配度ZSD≤照明适配阈值ZSD0*P％或者照明适配度ZSD≥照明适配阈值ZSD0，则生成第二灯估信号并将对应的道路定义为二类适配道路。

优选地，路灯异常集的获取步骤包括：

获取不同道路上路灯安装后的时间并将其设定为基准时间；

根据基准时间并在预设的监管时段内，统计不同道路上路灯出现故障的总次数以及路灯被盗的总次数并分别定义；

分别将路灯第一次出现故障以及被盗的时间点分别设定为第一故障时间和第一被盗时间；将路灯第二次出现故障以及被盗的时间点分别设定为第二故障时间和第二被盗时间；以此类推，将路灯第n次出现故障以及被盗的时间点分别设定为第n故障时间和第n被盗时间；n为大于2的正整数；

分别以第一故障时间和第一被盗时间为起点，统计后续的若干个相邻的第n故障时间之间的时长并求和，得到故障统计时长并定义；以及统计后续的若干个相邻的第n被盗时间之间的时长并求和，得到被盗统计时长并定义；定义的各项数据构成路灯异常集。

优选地，将管控适配度GSD与预设的管控适配区间[GSD1,GSD2]进行匹配；

若GSD＜GSD1，则表示对应道路上路灯的巡检状态优秀并生成第一巡检信号，根据第一巡检信号将对应的道路定义为一类巡检道路；

若GSD1≤GSD≤GSD2，则表示对应道路上路灯的巡检状态轻度异常并生成第二巡检信号，根据第二巡检信号将对应的道路定义为二类巡检道路；

若GSD＞GSD2，则表示对应道路上路灯的巡检状态中度异常并生成第三巡检信号，根据第三巡检信号将对应的道路定义为三类巡检道路。

优选地，调控提示模块的工作步骤包括：

根据基础分析集中的第二灯估信号来对二类适配道路上路灯的更换维护进行提示；以及，根据异常分析集中的第一巡检信号、第二巡检信号和第三巡检信号分别对一类巡检道路、二类巡检道路和三类巡检道路实施现有的巡查频次、一类巡查频次和二类巡查频次。

优选地，一类巡查频次高于现有的巡查频次，二类巡查频次高于一类巡查频次。

为了解决问题，本发明还公开了一种智慧城市路灯管控方法，包括：

对管控区域中各个道路上的路灯进行基础信息采集，得到基础信息集；

根据基础信息集对对应路灯的安装状态进行计算分析，通过提取基础信息集中定义的各项数据的数值并联立整合获取道路路灯安装的照明适配度；根据照明适配度来对对应道路上路灯的安装状态进行分析，得到包含第一灯估信号和第二灯估信号的基础分析集；

对不同道路上路灯出现的异常情况进行监测并统计，得到路灯异常集；

提取路灯异常集中定义的各项数据的数值并与道路对应的道路预设值进行联立整合获取道路路灯安装的管控适配度；根据管控适配度来对对应道路上路灯的巡检状态进行分析，得到包含第一巡检信号、第二巡检信号和第三巡检信号的异常分析集；

根据基础分析集和异常分析集分别对道路上路灯的更换维护以及巡查自适应的进行动态提示和调整。

相比于现有方案，本发明实现的有益效果：

本发明通过将道路方面的数据和路灯方面的数据进行联立整合获取照明适配度，基于照明适配度分析评估安装的路灯是否与道路相匹配，以便为后续路灯的更换维护提供告警提示；通过对不同道路路灯不同维度的历史巡检数据进行整合获取管控适配度，基于管控适配度分析判断对应道路路灯的工作稳定性是否异常以及异常的级别，以便自适应的动态调整巡检的频次来对道路路灯进行管控，相比于现有方案中的每天巡检以及定期巡检，本发明可以实现更高效的巡检效果，提高了智慧城市路灯管控的整体效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种智慧城市路灯管控系统的模块框图。

图2为本发明一种智慧城市路灯管控方法的流程框图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明为一种智慧城市路灯管控系统，包括路灯统计模块、路灯分析模块、路灯异常模块、异常分析模块、调控提示模块、服务器和数据库；

本发明实施例中，通过从道路路灯的基础信息方面和历史巡查方面进行数据采集以及计算分析，监测判断道路路灯的安装状态和巡检状态，以便后续对道路上路灯的更换维护以及巡查自适应的进行动态提示和调整，可以有效提高智慧城市路灯管控的整体效果；

路灯统计模块，用于对管控区域中各个道路上的路灯进行基础信息采集，得到基础信息集；包括：

获取管控区域中各个道路的类型，设定不同的道路类型均对应一个不同的道路预设值，将获取的道路类型与所有的道路类型进行匹配获取对应的道路预设值并定义为DY；

其中，道路类型可以基于车道数量来进行划分，比如单车道、双车道以及三车道等等，车道数量越多，对应的道路预设值也越大；或者基于道路的名称和位置来进行自定义；道路预设值是用于对文本类的道路类型进行数字化表示，来为后续不同道路类型的差异化计算分析提供数据支撑；

统计道路的总长度以及道路上单边路灯总个数并分别定义为LC和DS；道路总长度的单位为公里；

统计相邻路灯之间的间距以及灯杆的高度并分别定义为DJ和DG；这里的间距和高度的单位均为米；

获取路灯的最大光亮度并定义为DL；光亮度的单位为勒克斯；

将定义的各项数据进行排列组合，得到基础信息集；

本发明实施例中，通过对不同道路上路灯安装方面进行数据采集，来为道路上路灯的安装状态的分析提供不同维度的数据支持，以便可以提高路灯安装状态分析的准确性；

路灯分析模块，用于根据基础信息集对对应路灯的安装状态进行计算分析，得到基础分析集；包括：

提取基础信息集中定义的道路预设值DY、道路总长度LC、单边路灯总个数DS、相邻路灯之间的间距DJ、灯杆的高度DG以及路灯的最大光亮度DL的数值，将各项数据的数值进行联立整合，通过整合公式计算获取道路路灯安装的照明适配度ZSD；照明适配度ZSD的整合公式为：

式中，z1、z2、z3为预设的不同比例系数，且0＜z1＜z2＜z3，z1可以取值为1.253，z2可以取值为2.614，z3可以取值为3.317；α为预设的道路补偿系数，取值范围为(0，7)，α可以取值为1.1573；

需要说明的是，照明适配度是用于将不同类型道路上安装路灯的各方面数据进行整合来对其安装状态进行整体评估的数值；通过将道路方面的数据和路灯方面的数据进行联立整合，分析评估安装的路灯是否与道路相匹配，以便为后续路灯的更换维护提供告警提示；

根据照明适配度ZSD来对对应道路上路灯的安装状态进行分析，将照明适配度ZSD与预设的照明适配阈值ZSD0进行匹配；

若照明适配阈值ZSD0*P％＜照明适配度ZSD＜照明适配阈值ZSD0，则表示对应道路上路灯的安装状态正常并生成第一灯估信号，根据第一灯估信号将对应的道路定义为一类适配道路；P的取值范围为(0，90)；

若照明适配度ZSD≤照明适配阈值ZSD0*P％或者照明适配度ZSD≥照明适配阈值ZSD0，则表示对应道路上路灯的安装状态异常并生成第二灯估信号，根据第二灯估信号将对应的道路定义为二类适配道路；这里的安装状态异常包括但不限于路灯的安装规模以及路灯的型号与对应类型的道路不匹配，使得道路上整体路灯的照明过亮或者过暗；

照明适配度以及对应的第一灯估信号和第二灯估信号构成基础分析集并上传服务器和数据库；

本发明实施例中，通过对路灯的安装状态进行分析评估，判断路灯的照明是否与对应道路类型相匹配，以便后续可以重点对不同道路路灯的维护进行重点告警提示；

路灯异常模块，用于对不同道路上路灯出现的异常情况进行监测并统计，得到路灯异常集；包括：

获取不同道路上路灯安装后的时间并将其设定为基准时间；

根据基准时间并在预设的监管时段内，统计不同道路上路灯出现故障的总次数以及路灯被盗的总次数并分别定义为GZ和DZ；其中，监管时段的单位为天，具体的可以为30天；

分别将路灯第一次出现故障以及被盗的时间点分别设定为第一故障时间和第一被盗时间；

将路灯第二次出现故障以及被盗的时间点分别设定为第二故障时间和第二被盗时间；以此类推，将路灯第n次出现故障以及被盗的时间点分别设定为第n故障时间和第n被盗时间；n为大于2的正整数；

分别以第一故障时间和第一被盗时间为起点，统计后续的若干个相邻的第n故障时间之间的时长并求和，得到故障统计时长并定义为GL；以及统计后续的若干个相邻的第n被盗时间之间的时长并求和，得到被盗统计时长并定义为DL；时长的单位均为天；

定义的各项数据构成路灯异常集；

异常分析模块，用于提取路灯异常集中定义的各项数据的数值并与道路对应的道路预设值进行联立整合，通过整合公式计算获取道路路灯安装的管控适配度GSD；管控适配度GSD的整合公式为：

式中，g1、g2为预设的不同比例系数，且0＜g1＜g2，g1可以取值为1.738，g2可以取值为2.524；

需要说明的是，管控适配度是用于将历史道路巡检的各项数据进行整合来对道路路灯的巡检状态进行评估，来为后续不同类型道路路灯的巡检自适应的动态调整，满足不同类型道路上路灯工作的巡检需求；

根据管控适配度GSD来对对应道路上路灯的巡检状态进行分析，将管控适配度GSD与预设的管控适配区间[GSD1,GSD2]进行匹配；

若GSD＜GSD1，则表示对应道路上路灯的巡检状态优秀并生成第一巡检信号，根据第一巡检信号将对应的道路定义为一类巡检道路；巡检状态优秀可以理解为对应道路上没有发生路灯损坏和路灯被盗；

若GSD1≤GSD≤GSD2，则表示对应道路上路灯的巡检状态轻度异常并生成第二巡检信号，根据第二巡检信号将对应的道路定义为二类巡检道路；巡检状态轻度异常可以理解为对应道路上偶尔发生路灯损坏以及路灯被盗；

若GSD＞GSD2，则表示对应道路上路灯的巡检状态中度异常并生成第三巡检信号，根据第三巡检信号将对应的道路定义为三类巡检道路；巡检状态中度异常可以理解为对应道路上时常发生路灯损坏以及路灯被盗；

管控适配度以及对应的第一巡检信号、第二巡检信号和第三巡检信号构成异常分析集并上传服务器和数据库；

本发明实施例中，通过对不同道路路灯不同维度的历史巡检数据进行整合分析，分析判断对应道路路灯的工作稳定性是否异常以及异常的级别，以便自适应的动态调整巡检的频次来对道路路灯进行管控，相比于现有方案中的每天巡检以及定期巡检，本发明实施例可以实现更高效的巡检效果；

调控提示模块，用于根据基础分析集和异常分析集分别对道路上路灯的更换维护以及巡查自适应的进行动态提示和调整；包括：

根据基础分析集中的第二灯估信号来对二类适配道路上路灯的更换维护进行提示；

以及，根据异常分析集中的第一巡检信号、第二巡检信号和第三巡检信号分别对一类巡检道路、二类巡检道路和三类巡检道路实施现有的巡查频次、一类巡查频次和二类巡查频次；

其中，一类巡查频次高于现有的巡查频次，二类巡查频次高于一类巡查频次；

需要说明的是，上述中涉及的公式均是去除量纲取其数值计算，是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的比例系数以及分析过程中各个预设的阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

实施例二

如图2所示，本发明为一种智慧城市路灯管控方法，包括：

对管控区域中各个道路上的路灯进行基础信息采集，得到基础信息集；

根据基础信息集对对应路灯的安装状态进行计算分析，通过提取基础信息集中定义的各项数据的数值并联立整合获取道路路灯安装的照明适配度；根据照明适配度来对对应道路上路灯的安装状态进行分析，得到包含第一灯估信号和第二灯估信号的基础分析集；

对不同道路上路灯出现的异常情况进行监测并统计，得到路灯异常集；

提取路灯异常集中定义的各项数据的数值并与道路对应的道路预设值进行联立整合获取道路路灯安装的管控适配度；根据管控适配度来对对应道路上路灯的巡检状态进行分析，得到包含第一巡检信号、第二巡检信号和第三巡检信号的异常分析集；

根据基础分析集和异常分析集分别对道路上路灯的更换维护以及巡查自适应的进行动态提示和调整。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的发明实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，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。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块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的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种智慧城市路灯管控系统，其特征在于，包括：

路灯统计模块，用于对管控区域中各个道路上的路灯进行基础信息采集，得到基础信息集；

路灯分析模块，用于根据基础信息集对对应路灯的安装状态进行计算分析，通过提取基础信息集中定义的各项数据的数值并联立整合获取道路路灯安装的照明适配度ZSD；

根据照明适配度ZSD来对对应道路上路灯的安装状态进行分析，得到包含第一灯估信号和第二灯估信号的基础分析集并上传服务器和数据库；

路灯异常模块，用于对不同道路上路灯出现的异常情况进行监测并统计，得到路灯异常集；

异常分析模块，用于提取路灯异常集中定义的各项数据的数值并与道路对应的道路预设值进行联立整合获取道路路灯安装的管控适配度GSD；根据管控适配度GSD来对对应道路上路灯的巡检状态进行分析，得到包含第一巡检信号、第二巡检信号和第三巡检信号的异常分析集并上传服务器和数据库；

调控提示模块，用于根据基础分析集和异常分析集分别对道路上路灯的更换维护以及巡查自适应的进行动态提示和调整。

2.根据权利要求1所述的一种智慧城市路灯管控系统，其特征在于，基础信息集的获取步骤包括：

获取管控区域中各个道路的类型以及对应的道路预设值并定义；

统计道路的总长度以及道路上单边路灯总个数并分别定义；

统计相邻路灯之间的间距以及灯杆的高度并分别定义；

获取路灯的最大光亮度并定义；

将定义的各项数据进行排列组合，得到基础信息集。

3.根据权利要求1所述的一种智慧城市路灯管控系统，其特征在于，若照明适配阈值ZSD0*P％＜照明适配度ZSD＜照明适配阈值ZSD0，则生成第一灯估信号并将对应的道路定义为一类适配道路；P的取值范围为(0，90)；

若照明适配度ZSD≤照明适配阈值ZSD0*P％或者照明适配度ZSD≥照明适配阈值ZSD0，则生成第二灯估信号并将对应的道路定义为二类适配道路。

4.根据权利要求1所述的一种智慧城市路灯管控系统，其特征在于，路灯异常集的获取步骤包括：

获取不同道路上路灯安装后的时间并将其设定为基准时间；

根据基准时间并在预设的监管时段内，统计不同道路上路灯出现故障的总次数以及路灯被盗的总次数并分别定义；

分别将路灯第一次出现故障以及被盗的时间点分别设定为第一故障时间和第一被盗时间；将路灯第二次出现故障以及被盗的时间点分别设定为第二故障时间和第二被盗时间；以此类推，将路灯第n次出现故障以及被盗的时间点分别设定为第n故障时间和第n被盗时间；n为大于2的正整数；

分别以第一故障时间和第一被盗时间为起点，统计后续的若干个相邻的第n故障时间之间的时长并求和，得到故障统计时长并定义；以及统计后续的若干个相邻的第n被盗时间之间的时长并求和，得到被盗统计时长并定义；定义的各项数据构成路灯异常集。

5.根据权利要求1所述的一种智慧城市路灯管控系统，其特征在于，将管控适配度GSD与预设的管控适配区间[GSD1,GSD2]进行匹配；

若GSD＜GSD1，则表示对应道路上路灯的巡检状态优秀并生成第一巡检信号，根据第一巡检信号将对应的道路定义为一类巡检道路；

若GSD1≤GSD≤GSD2，则表示对应道路上路灯的巡检状态轻度异常并生成第二巡检信号，根据第二巡检信号将对应的道路定义为二类巡检道路；

若GSD＞GSD2，则表示对应道路上路灯的巡检状态中度异常并生成第三巡检信号，根据第三巡检信号将对应的道路定义为三类巡检道路。

6.根据权利要求1所述的一种智慧城市路灯管控系统，其特征在于，调控提示模块的工作步骤包括：

根据基础分析集中的第二灯估信号来对二类适配道路上路灯的更换维护进行提示；以及，根据异常分析集中的第一巡检信号、第二巡检信号和第三巡检信号分别对一类巡检道路、二类巡检道路和三类巡检道路实施现有的巡查频次、一类巡查频次和二类巡查频次。

7.根据权利要求6所述的一种智慧城市路灯管控系统，其特征在于，一类巡查频次高于现有的巡查频次，二类巡查频次高于一类巡查频次。

8.一种智慧城市路灯管控方法，应用于权利要求1-7任一项所述的一种智慧城市路灯管控系统，其特征在于，包括：

对管控区域中各个道路上的路灯进行基础信息采集，得到基础信息集；

根据基础信息集对对应路灯的安装状态进行计算分析，通过提取基础信息集中定义的各项数据的数值并联立整合获取道路路灯安装的照明适配度；根据照明适配度来对对应道路上路灯的安装状态进行分析，得到包含第一灯估信号和第二灯估信号的基础分析集；

对不同道路上路灯出现的异常情况进行监测并统计，得到路灯异常集；

提取路灯异常集中定义的各项数据的数值并与道路对应的道路预设值进行联立整合获取道路路灯安装的管控适配度；根据管控适配度来对对应道路上路灯的巡检状态进行分析，得到包含第一巡检信号、第二巡检信号和第三巡检信号的异常分析集；

根据基础分析集和异常分析集分别对道路上路灯的更换维护以及巡查自适应的进行动态提示和调整。

Images