城市照明路灯控制系统及方法与流程

本申请涉及市政照明领域，尤其是涉及一种城市照明路灯控制系统及方法。

背景技术：

随着我国城市建设的飞速发展，城市规模不断扩大，旧城改造如火如荼，城市路灯建设也走上快车道。从公开的报道可看到，不少城市的路灯数量成倍增长，路灯造型五花八门，层出不穷，在解决城市夜晚照明，为市民创造夜间交往环境的同时，也出现了很多实际问题。

现有的路灯以分散时控方式为主，它的基本工作原理是在路灯配电箱中安装定时器，按预定的时间自行开关，传统的控制方法单一、低效，无法根据环境亮度变化而改变路灯亮度，因此有待改进。

技术实现要素：

为了使得路灯亮度能够随环境亮度变化而改变，本申请提供一种城市照明路灯控制系统及方法。

本申请提供的一种城市照明路灯控制系统采用如下的技术方案：

一种城市照明路灯控制系统，包括采集模块、控制模块和照明模块，采集模块采集环境信息发送给控制模块；所述照明模块包括基础灯体、增强灯组以及补强灯组，增强灯组包括多个增强灯体，多个增强灯体环绕基础灯体设置，补强灯组包括多个补强灯体，多个补强灯体环绕基础灯体设置；控制模块接收到环境信息后，将环境信息输入预先训练好的神经网络模型进行推理，以得到满足预设条件的待开启数量，然后基于可用的增强灯体数量、待开启数量，按照第一预设规则开启增强灯体和补强灯体。

通过采用上述技术方案，采集模块能够采集环境信息，从而对环境相关因素进行实时监控，控制模块接收到环境信息后，通过预先设定的神经网络模型进行推理，预设条件可以为照明模块照射时的路面照度不小于第一指定值，得到满足预设条件的待开启数量后，基于可用的增强灯体数量、待开启数量，按照第一预设规则开启增强灯体和补强灯体，对路面进行照明，使得路灯亮度能够随环境亮度变化而改变，对不同环境信息均有较好的路面照度的同时起到节能的效果。

可选的，基于可用的增强灯体数量、待开启数量，按照第一预设规则开启增强灯体和补强灯体包括：

当可用的增强灯体数量不少于待开启数量时，按照第二预设规则开启可用增强灯体中对应待开启数量的增强灯体；

当可用的增强灯体数量少于待开启数量时，开启所有可用的增强灯体，并基于缺少的增强灯体数量和可用的补强灯体位置生成预计开启的补强灯体数量m；

获取开启的增强灯体中存在圆周方向上不相邻的增强灯体对数d；

基于不相邻的增强灯体对数d、预计开启的补强灯体数量m和补强灯体位置，按照第三预设规则开启补强灯体。

通过采用上述技术方案，在可用的增强灯体数量不少于待开启数量时，表示可用的增强灯体数量能够满足预设条件，因此无需通过补强灯体进行亮度补强；在可用的增强灯体数量少于待开启数量时，此时可通过补强灯体进行补强。

可选的，当可用的增强灯体数量不少于待开启数量时，按照第二预设规则开启可用增强灯体中对应待开启数量的增强灯体包括：

开启增强灯组中圆周方向上的距离最近的n个可用的增强灯体，n等于待开启数量；

转动增强灯组以将开启的增强灯体移动至增强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧。

通过采用上述技术方案，开启增强灯组中圆周方向上的距离最近的n个可用的增强灯体能够使得聚光效果、光线叠加效果较好，路面照度较高，转动增强灯组以将开启的增强灯体移动至增强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧，能够使得增强灯组中已开启的增强灯体更为靠近路面，并使得未开启的增强灯体以及不可用的增强灯体位于增强灯体运动轨迹上靠近路缘的一侧，使得增强灯组尽可能的多照亮路面，而可较少地照亮路缘。

可选的，基于不相邻的增强灯体对数d、预计开启的补强灯体数量m和补强灯体位置，按照第三预设规则开启补强灯体包括：

当d=0时，判断补强灯组是否圆周方向上具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体，并基于判断结果开启补强灯体；

当补强灯组具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启该m个补强灯体，并转动补强灯组使该m个补强灯体移动至增强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧；

当补强灯组不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启补强灯组中圆周方向上的距离最近的m+p个可用的补强灯体，p为第一补偿值，并转动补强灯组使该m+p个补强灯体移动至补强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧。

通过采用上述技术方案，当d=0时，此时即表示开启的增强灯体均为连续的增强灯体，此时当补强灯组具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启该m个补强灯体，能够起到补强效果，同时转动补强灯组使该m个补强灯体移动至增强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧，能够使得光线较为集中于路面；当补强灯组不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启补强灯组中圆周方向上的距离最近的m+p个可用的补强灯体，转动补强灯组使该m+p个补强灯体移动至增强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧，能够减少甚至消除增强灯体不够连续所带来的照度影响，进而保证路面照度符合预设条件。

可选的，还包括：

当d=1时，判断补强灯组是否圆周方向上具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体，并基于判断结果开启补强灯体；

当补强灯组具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启该m个补强灯体，并转动补强灯组使该m个补强灯体位于开启的增强灯体中，圆周方向上不相邻的增强灯体之间；

当补强灯组不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启补强灯组中圆周方向上的距离最近的m+q个可用的补强灯体，q为第二补偿值，并转动补强灯组使该m+q个补强灯体位于开启的增强灯体中，圆周方向上不相邻的增强灯体之间。

通过采用上述技术方案，当d=1时，即表示开启的增强灯体之间有一处不连续，则判断补强灯组是否圆周方向上具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体，并基于判断结果开启补强灯体，当补强灯组具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启该m个补强灯体，并转动补强灯组使该m个补强灯体位于开启的增强灯体中，圆周方向上不相邻的增强灯体之间；当补强灯组不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启补强灯组中圆周方向上的距离最近的m+q个可用的补强灯体，q为第二补偿值，并转动补强灯组使该m+q个补强灯体位于开启的增强灯体中，圆周方向上不相邻的增强灯体之间，而开启的增强灯体位于增强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧，从而能够减少甚至消除补强灯体不够连续所带来的照度影响，进而保证路面照度符合预设条件。

可选的，还包括：

当d大于1时，将m分为d组，并获取每对不相邻的增强灯体的连接线的中垂线，中垂线的数量也为d，计算相邻中垂线的夹角，基于每相邻两中垂线的夹角生成d个补强角度范围，在可用的补强灯体中选择对应d组总数为m的补强灯体以开启，且使得该d组补强灯体之间每相邻两组的夹角分别符合d个补强角度范围，然后转动补强灯组至该d组补强灯体分别与d条中垂线相对应。

通过采用上述技术方案，当d大于1时，即表示即表示开启的增强灯体之间有两处以上不连续，此时将m分为d组，并获取每对不相邻的增强灯体的连接线的中垂线，中垂线的数量也为d，计算相邻中垂线的夹角，基于每相邻两中垂线的夹角生成d个补强角度范围，在可用的补强灯体中选择对应d组总数为m的补强灯体以开启，且使得该d组补强灯体之间每相邻两组的夹角分别符合d个补强角度范围，然后转动补强灯组至该d组补强灯体分别与d条中垂线相对应，即实现对增强灯组的补强。

可选的，当存在不可用的增强灯体时，发送维修信息至服务器。

通过采用上述技术方案，存在不可用的增强灯体时，发送维修信息至服务器从而能够便于维修人员及时进行维修。

可选的，维修信息包括不可用的增强灯体数量，以及不可用的补强灯体数量。

通过采用上述技术方案，当维修人员收到维修信息后，能够备齐需要携带的增强灯体和补强灯体数量，从而实现一次维修完成，减少不必要的时间浪费。

本申请提供的一种城市照明路灯控制方法采用如下的技术方案：

一种城市照明路灯控制方法，包括：

当获取采集模块采集的环境信息时，将环境信息输入预先训练好的神经网络模型进行推理，以得到满足预设条件的待开启数量；

当可用的增强灯体数量不少于待开启数量时，开启增强灯组中圆周方向上的距离最近的n个可用的增强灯体，n等于待开启数量，转动增强灯组以将开启的增强灯体移动至增强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧；

当可用的增强灯体数量少于待开启数量时，开启所有可用的增强灯体，并基于缺少的增强灯体数量和可用的补强灯体位置生成预计开启的补强灯体数量m；

获取开启的增强灯体中存在圆周方向上不相邻的增强灯体对数d；

当d=0时，判断补强灯组是否圆周方向上具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体，并基于判断结果开启补强灯体；

当补强灯组具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启该m个补强灯体，并转动补强灯组使该m个补强灯体移动至增强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧；

当补强灯组不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启补强灯组中圆周方向上的距离最近的m+p个可用的补强灯体，p为第一补偿值，并转动补强灯组使该m+p个补强灯体移动至补强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧；

当d=1时，判断补强灯组是否圆周方向上具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体，并基于判断结果开启补强灯体；

当补强灯组具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启该m个补强灯体，并转动补强灯组使该m个补强灯体位于开启的增强灯体中，圆周方向上不相邻的增强灯体之间；

当补强灯组不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体时，开启补强灯组中圆周方向上的距离最近的m+q个可用的补强灯体，q为第二补偿值，并转动补强灯组使该m+q个补强灯体位于开启的增强灯体中，圆周方向上不相邻的增强灯体之间；

当d大于1时，将m分为d组，并获取每对不相邻的增强灯体的连接线的中垂线，中垂线的数量也为d，计算相邻中垂线的夹角，基于每相邻两中垂线的夹角生成d个补强角度范围，在可用的补强灯体中选择对应d组总数为m的补强灯体以开启，且使得该d组补强灯体之间每相邻两组的夹角分别符合d个补强角度范围，然后转动补强灯组至该d组补强灯体分别与d条中垂线相对应；

当存在不可用的增强灯体时，发送维修信息至服务器，维修信息包括不可用的增强灯体数量，以及不可用的补强灯体数量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

采集模块能够采集环境信息，从而对环境相关因素进行实时监控，控制模块接收到环境信息后，通过预先设定的神经网络模型进行推理，预设条件可以为照明模块照射时的路面照度不小于第一指定值，得到满足预设条件的待开启数量后，基于可用的增强灯体数量、待开启数量，按照第一预设规则开启增强灯体和补强灯体，对路面进行照明，使得路灯亮度能够随环境亮度变化而改变，对不同环境信息均有较好的路面照度的同时起到节能的效果；

在可用的增强灯体数量不少于待开启数量时，表示可用的增强灯体数量能够满足预设条件，因此无需通过补强灯体进行亮度补强；在可用的增强灯体数量少于待开启数量时，此时可通过补强灯体进行补强；

开启增强灯组中圆周方向上的距离最近的n个可用的增强灯体能够使得聚光效果、光线叠加效果较好，路面照度较高，转动增强灯组以将开启的增强灯体移动至增强灯体运动轨迹上远离灯杆的一侧，能够使得增强灯组中已开启的增强灯体更为靠近路面，并使得未开启的增强灯体以及不可用的增强灯体位于增强灯体运动轨迹上靠近路缘的一侧，使得增强灯组尽可能的多照亮路面，而可较少地照亮路缘。

附图说明

图1是本申请实施例所适用的一种路灯的结构示意图。

图2是本申请实施例中照明模块的基础灯体、增强灯组以及补强灯组的分布结构示意图。

图3是本申请实施例中城市照明路灯控制方法的流程图。

附图标记说明：1、基础灯体；2、增强灯组；21、增强灯体；3、补强灯组；31、补强灯体；4、照明模块；5、灯杆。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种城市照明路灯控制系统，参照图1和图2，包括采集模块、控制模块和照明模块4，所述照明模块4包括基础灯体1、增强灯组2以及补强灯组3，增强灯组2包括多个增强灯体21，多个增强灯体21环绕基础灯体1设置，补强灯组3包括多个补强灯体31，多个补强灯体31环绕基础灯体1设置，在本实施例中，补强灯组3可以是位于增强灯组2的外侧。在本实施例中，增强灯组2可以是包括五个增强灯体21，五个增强灯体21周向环绕基础灯体1均匀排列布设，补强灯组3可以是包括八个补强灯体31，八个增强灯体21周向环绕基础灯体1均匀排列布设，增强灯组2和补强灯组3均可绕基础灯体1旋转，可以是增强灯组2的多个增强灯体21布设在一可转动的、以基础灯体1为中心的圆环上，补强灯组3的多个补强灯体31布设在另一可转动的、以基础灯体1为中心的圆环上。

采集模块采集环境信息，控制模块基于接收到的环境信息生成照明策略，以按照照明策略控制照明模块4对道路进行照明。

环境信息包括当前环境的亮度信息以及天气信息，天气信息包括雨天信息、雪天信息、雾天信息。

亮度信息的测量可以通过在路灯顶部安装亮度测量仪、亮度传感器等来对环境的亮度信息进行测量；天气信息的获取，可以是采用测量仪器进行实景测量，也可以是通过无线或有线连接气象数据网络来获取当地实时的天气数据。

当控制模块接收到环境信息，将环境信息输入预先训练好的神经网络模型进行推理，以得到满足预设条件的待开启数量n。

神经网络模型通过大量实际测量数据进行训练，进而能够通过环境的亮度信息、天气信息推理出满足预设条件的增强灯体21待开启数量，预设条件可以为照明模块4照射时的路面照度不小于第一指定值，即对路面照度具有最低标准，以保证路面可见度，例如阴雨天时，环境亮度信息较低，同时雨水对光线的折射作用，削减了照射到路面的光线；待开启数量是指待开启的增强灯体21的数量，在环境亮度较暗，或是天气对照度有一定影响时，可以通过调节增强灯体21的开启数量来保证路面照度。

基于可用的增强灯体21数量、待开启数量，按照第一预设规则开启增强灯体21和补强灯体31。

具体地，结合图3，包括以下步骤：

s1、当可用的增强灯体21数量不少于待开启数量时，按照第二预设规则开启可用增强灯体21中对应待开启数量的增强灯体21。

可用的增强灯体21是指增强灯组2中可以正常开启的增强灯体21，即将损坏的增强灯体21作为不可用的增强灯体21排除在外，可用的增强灯体21与不可用的增强灯体21区分可以通过电压、电流等参数进行判断。

具体包括以下步骤：

s11、开启增强灯组2中圆周方向上的距离最近的n个可用的增强灯体21，n等于待开启数量。

增强灯体21和补强灯体31的位置确定，可以通过以道路方向为z轴方向，以灯杆5的长度方向为y轴方向，以垂直于z轴和y轴的方向为x轴方向，以基础灯体1为中心建立坐标系，每个增强灯体21和补强灯体31均具有唯一定位标签信息，控制模块接收增强灯体21和补强灯体31的唯一定位标签信息，从而实现识别每个增强灯体21和补强灯体31的位置，可以采用rfid等方式实现标签通讯。

此外，还可包括以下步骤：

s12、转动增强灯组2以将开启的增强灯体21移动至增强灯体21运动轨迹上远离灯杆5的一侧。

该种方式，能够使得增强灯组2中已开启的增强灯体21更为靠近路面，并使得未开启的增强灯体21以及不可用的增强灯体21位于增强灯体21运动轨迹上靠近路缘的一侧，使得增强灯组2尽可能的多照亮路面，而可较少地照亮路缘。

s2、当可用的增强灯体21数量少于待开启数量时，开启所有可用的增强灯体21，转动增强灯组2使开启的增强灯体21移动至增强灯体21运动轨迹上远离灯杆5的一侧，并基于缺少的增强灯体21数量和可用的补强灯体31位置生成预计开启的补强灯体31数量m。

例如，待开启数量为3个，而可用的增强灯体21数量为2个时，则缺少的增强灯体21数量为1个，此时可依据补强灯体31和增强灯体21的功率来生成预计开启的补强灯体31数量，例如增强灯体21功率为80瓦，补强灯体31功率为40瓦，则预计开启的补强灯体31数量为2个。

s3、获取开启的增强灯体21中存在圆周方向上不相邻的增强灯体21对数d。

此处一对不相邻的增强灯体21指的是，所有开启的增强灯体21串联而成的圆弧内，两个分别位于该段圆弧内不可用的增强灯体21圆周方向上两端的可用的增强灯体21。

s4、基于不相邻的增强灯体21对数d、预计开启的补强灯体31数量m和补强灯体31位置，按照第三预设规则开启补强灯体31。

具体如下，

s41、当d=0时，判断补强灯组3是否圆周方向上具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31。

s42、当补强灯组3具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31时，开启该m个补强灯体31，并转动补强灯组3使该m个补强灯体31移动至补强灯体31运动轨迹上远离灯杆5的一侧。

s43、当补强灯组3不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31时，开启补强灯组3中圆周方向上的距离最近的m+p个可用的补强灯体31，p为第一补偿值，并转动补强灯组3使该m+p个补强灯体31移动至补强灯体31运动轨迹上远离灯杆5的一侧。

此处距离最近是指圆周方向上的距离最近，即表示间隔最小的补强灯体群，且补强灯体群内的补强灯体31数量为m+p。

s44、当d=1时，判断补强灯组3是否圆周方向上具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31。

s45、当补强灯组3具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31时，开启该m个补强灯体31，并转动补强灯组3使该m个补强灯体31位于开启的增强灯体21中，圆周方向上不相邻的增强灯体21之间。

s46、当补强灯组3不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31时，开启补强灯组3中圆周方向上的距离最近的m+q个可用的补强灯体31，q为第二补偿值，并转动补强灯组3使该m+q个补强灯体31位于开启的增强灯体21中，圆周方向上不相邻的增强灯体21之间。

此处距离最近是指圆周方向上的距离最近，即表示间隔最小的补强灯体群，且补强灯体群内的补强灯体31数量为m+q。

第一补偿值和第二补偿值可以是预先设定，例如预先设定第一补偿值p和第二补偿值q为1。

s47、当d大于1时，将m分为d组，并获取每对不相邻的增强灯体21的连接线的中垂线，中垂线的数量也为d，计算相邻中垂线的夹角，基于每相邻两中垂线的夹角生成d个补强角度范围，在可用的补强灯体31中选择对应d组总数为m的补强灯体31以开启，且使得该d组补强灯体31之间每相邻两组的夹角分别符合d个补强角度范围，然后转动补强灯组3至该d组补强灯体31分别与d条中垂线相对应。

m分为d组，例如，m为3，d=2，则可将m分为两组，一组为1个，一组为2个，得到相邻两中垂线的夹角后，基于预设的范围值，生成对应的补强角度范围，例如，相邻两中垂线的夹角为144°，预设的范围值为20°，则生成对应的补强角度范围为124°~164°，此处所指的d组补强灯体31分别与d条中垂线相对应可以是指d条中垂线分别与d组补强灯体31，在垂直于补强灯体31运动轨迹所在平面的方向上重叠。

s5、当存在不可用的增强灯体21时，发送维修信息至服务器。

其中，维修信息包括不可用的增强灯体21数量，以及不可用的补强灯体31数量。

当维修人员收到维修信息后，能够备齐需要携带的增强灯体21和补强灯体31数量，从而实现一次维修完成，减少不必要的时间浪费。

本申请实施例还公开一种城市照明路灯控制方法，参照图3，具体包括以下步骤：

当获取采集模块采集的环境信息时，将环境信息输入预先训练好的神经网络模型进行推理，以得到满足预设条件的待开启数量。

当可用的增强灯体21数量不少于待开启数量时，开启增强灯组2中圆周方向上的距离最近的n个可用的增强灯体21，n等于待开启数量，转动增强灯组2以将开启的增强灯体21移动至增强灯体21运动轨迹上远离灯杆5的一侧。

当可用的增强灯体21数量少于待开启数量时，开启所有可用的增强灯体21，并基于缺少的增强灯体21数量和可用的补强灯体31位置生成预计开启的补强灯体31数量m。

获取开启的增强灯体21中存在圆周方向上不相邻的增强灯体21对数d。

当d=0时，判断补强灯组3是否圆周方向上具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31，并基于判断结果开启补强灯体31。

当补强灯组3具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31时，开启该m个补强灯体31，并转动补强灯组3使该m个补强灯体31移动至增强灯体21运动轨迹上远离灯杆5的一侧。

当补强灯组3不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31时，开启补强灯组3中圆周方向上的距离最近的m+p个可用的补强灯体31，p为第一补偿值，并转动补强灯组3使该m+p个补强灯体31移动至补强灯体31运动轨迹上远离灯杆5的一侧。

当d=1时，判断补强灯组3是否圆周方向上具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31，并基于判断结果开启补强灯体31。

当补强灯组3具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31时，开启该m个补强灯体31，并转动补强灯组3使该m个补强灯体31位于开启的增强灯体21中，圆周方向上不相邻的增强灯体21之间。

当补强灯组3不具有圆周方向上相邻的m个可用的补强灯体31时，开启补强灯组3中圆周方向上的距离最近的m+q个可用的补强灯体31，q为第二补偿值，并转动补强灯组3使该m+q个补强灯体31位于开启的增强灯体21中，圆周方向上不相邻的增强灯体21之间。

当d大于1时，将m分为d组，并获取每对不相邻的增强灯体21的连接线的中垂线，中垂线的数量也为d，计算相邻中垂线的夹角，基于每相邻两中垂线的夹角生成d个补强角度范围，在可用的补强灯体31中选择对应d组总数为m的补强灯体31以开启，且使得该d组补强灯体31之间每相邻两组的夹角分别符合d个补强角度范围，然后转动补强灯组3至该d组补强灯体31分别与d条中垂线相对应。

当存在不可用的增强灯体21时，发送维修信息至服务器，维修信息包括不可用的增强灯体21数量，以及不可用的补强灯体31数量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。