[0001] 本发明涉及路灯照明管理技术领域，具体为基于无线组网的路灯照明管理系统。

[0002] 随着城市化进程的迅猛发展，城市道路基础设施不断扩张与完善，路灯作为城市道路照明的关键组成部分，数量呈几何级数增长，其覆盖范围也愈发广泛。然而，传统的路灯照明管理模式在面对现代城市复杂多变的运行环境和日益增长的精细化管理需求时，暴露出诸多棘手问题，难以契合高效、智能、节能的城市建设理念。

[0003] 在传统路灯照明管理格局下，一方面，路灯运行状态监控极度乏力，市政部门多依赖定期巡检或市民报修来察觉路灯故障，这种被动式的运维手段效率极为低下，存在显著的时间滞后性，难以提前预判潜在故障风险，导致维修资源调配盲目，运维成本居高不下。

[0004] 另一方面，传统路灯照明全然未考量外部环境因素对路灯照明效果的深刻影响。不同路段所处自然环境千差万别，光照条件复杂多变，像紧邻公园、水系等开阔自然景观区域的路段，白天日照充足，夜晚月光及周边环境反射光较强，路灯本可适度调暗亮度以节约电能；而处于高楼林立、植被茂密街区的路灯，受建筑物遮挡、树木枝叶遮蔽，光照范围受限，照明效果严重受损，可现行系统却无法自适应调整亮度予以弥补。同时，各类干扰光源充斥城市街头，广告灯箱持续稳定强光和车辆大灯闪烁强光交相混杂干扰路灯正常照明输出，传统路灯对此毫无应对之策，既造成电能浪费，又致使照明均匀度、舒适度欠佳，降低市民夜间出行体验。

[0005] 再者，城市道路车流量、人流量潮汐特征明显，传统路灯却采用统一且固定的照明模式，无法依据实时区域流量动态灵活适配亮度。在深夜车辆稀少、行人罕至的时段，主干道与支小路仍维持高强度照明，电能空耗现象触目惊心；反观早晚高峰通勤时段，部分关键路口、人员密集商业街区，因照明亮度未按需提升，难以满足通行照明要求，交通安全隐忧凸显。这种罔顾区域流量差异的静态照明调控，既不利于节能降耗，亦无法保障理想照明服务质量。

[0006] 为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

[0055] 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它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0056] 请参阅图1所示，本发明为基于无线组网的路灯照明管理系统，包括：路灯端和路灯照明管理平台。

[0057] 所述路灯端包括数据采集模块和无线通信模块，所述路灯照明管理平台包括路灯运行分析模块、环境影响分析模块、区域流量分析模块、亮度优化控制模块和执行终端；

[0058] 数据采集模块用于采集单位时间段内的目标城市道路区域对应各路灯的工作运行状态参数信息、外部环境影响参数信息和区域流量状态参数信息；

[0059] 无线通信模块用于将单位时间段内的目标城市道路区域对应各路灯的工作运行状态参数信息、外部环境影响参数信息和区域流量状态参数信息通过无线通信技术传输给路灯照明管理平台；

[0060] 需要说明的是，无线通信技术包括NB‑IoT、LoRa、WiFi、ZigBee等；

[0061] 当路灯运行分析模块接收到目标城市道路区域对应各路灯的工作运行状态参数信息时，并据此进行目标城市道路区域对应各路灯的工作运行状态判定分析处理，具体的执行步骤如下：

[0062] 实时获取单位时间段内目标城市道路区域对应各路灯的闪烁频率、运行参数偏离度、耗电量，并将其分别标记为PLi、γ i、HLi，并将其进行公式化分析，依据设定的公式得到目标城市道路区域对应各路灯的工作运行系数θi，其中，i表示为目标城市道路区域对应各路灯的编号，i＝1,2,....,m，m表示为目标城市道路区域对应路灯编号的总数，HL0表示为设定的参考耗电量，α1、α2和α3分别表示为闪烁频率、运行参数偏离度和耗电量的修正因子系数，且α1、α2和α3的具体数值的设定由本领域技术人员在具体案例中进行具体设置，修正因子系数用于修正各项参数在公式计算过程中出现的偏差，从而使得计算更加准确的参数数据；

[0063] 而运行参数偏离度的具体求解过程如下：

[0064] 实时获取单位时间段内目标城市道路区域对应各路灯各监测时间点的实际运行电压、实际运行电流和实际运行温度，并将其分别标记为Uij、Iij和WDij，并将其进行公式化分析，依据设定的公式 得到目标城市道路区域对应各路灯各监测时间点的运行电压偏离度γij(U)、运行电流偏离度γij(I)和运行温度偏离度γij(WD)，其中，j表示为单位时间段内各监测时间点的编号，j＝1,2,....,n，n表示为单位时间段内监测时间点编号的总数，e表示为自然常数，U0、I0、WD0分别表示为设定的适宜运行电压、适宜运行电流和适宜运行温度；

[0065] 依据设定的公式 得到目标城市道路区域对应各路灯的运行参数偏离度γi，a1、a2和a3分别表示为运行电压偏离度、运行电流偏离度和运行温度偏离度的权重因子系数，且a1、a2和a3的具体数值的设定由本领域技术人员在具体案例中进行具体设置，权重因子系数用于均衡各项数据在公式计算中的占比权重，从而促进计算结果的准确性；

[0066] 设置工作运行系数的对比阈值Yu，并将工作运行系数代入预设的对比阈值Yu进行对比分析，当工作运行系数大于预设的对比阈值Yu时，则生成工作运行正常信号，当工作运行系数小于等于预设的对比阈值Yu时，则生成工作运行异常信号；

[0067] 并将生成的工作运行异常信号发送至执行终端进行相应的预警操作。

[0068] 当环境影响分析模块接收到目标城市区域对应各路灯的外部环境影响参数信息，并据此进行目标城市区域对应各路灯的外部环境影响状态判定分析处理，具体执行步骤如下：

[0069] 从目标城市道路区域对应各路灯的外部环境影响参数信息中获取单位时间段内目标城市道路区域对应各路灯的区域自然光照强度、天气能见度、周围遮挡程度、稳定强光干扰光源影响度和闪烁不稳定干扰光源影响度，并将其分别标定为gzi、nji、Oi、并将其进行公式化分析，依据设定的公式 得到目标城市道路区域对应各路灯的外部环境影响指数τi，其中，β1、β2、β3、β4和β5分别表示为区域自然光照强度、天气能见度、周围遮挡程度、稳定强光干扰光源影响度和闪烁不稳定干扰光源影响度对应的权重因子系数，且β1、β2、β3、β4和β5的具体数值的设定由本领域技术人员在具体案例中进行具体设置，权重因子系数用于均衡各项数据在公式计算中的占比权重，从而促进计算结果的准确性；

[0070] 而周围遮挡程度的具体求解过程如下：

[0071] 实时获取单位时间段内目标城市道路区域对应各路灯的区域照明面积和区域照明遮挡物投影轮廓面积，并将其分别标定为 并将其进行公式化分析，依据设定的公式 得到目标城市道路区域对应各路灯的周围遮挡程度Oi，其中，遮挡物包括但不限于建筑物、植被；

[0072] 稳定强光干扰光源影响度的具体求解过程如下：

[0073] 实时获取单位时间段内目标城市道路区域对应各路灯在设定区域范围内的各稳定强光干扰光源的亮度值、距离值和角度值，并依次设置各稳定强光干扰光源参数对比阈值TH1、TH2和TH3，并将各稳定强光干扰光源参数数据与对应的预设阈值进行比较分析；

[0074] 当某稳定强光干扰光源的亮度值小于预设的对比阈值TH1时，则将该稳定强光干扰光源的亮度值赋值为S1分，当某稳定强光干扰光源的亮度值大于等于预设的对比阈值TH1时，则将该稳定强光干扰光源的亮度值赋值为S2分，其中，S1＜S2，且S1和S2具体数值大小的设定由本领域技术人员在具体的案例中进行具体设置；

[0075] 当某稳定强光干扰光源的距离值小于预设的对比阈值TH2时，则将该稳定强光干扰光源的距离值赋值为S2分，当某稳定强光干扰光源的距离值大于等于预设的对比阈值TH2时，则将该稳定强光干扰光源的距离值赋值为S1分；

[0076] 当某稳定强光干扰光源的角度值小于预设的对比阈值TH3时，则将该稳定强光干扰光源的角度值赋值为S2分，当某稳定强光干扰光源的角度值大于等于预设的对比阈值TH3时，则将该稳定强光干扰光源的角度值赋值为S1分；

[0077] 将目标城市道路区域对应各路灯在设定区域范围内的所有稳定强光干扰光源亮度值、距离值和角度值的赋值分数进行叠加分析，并据此得到目标城市道路区域对应各路灯在设定区域范围内的稳定强光干扰光源影响度；

[0078] 需要说明的是，稳定强光干扰光源指的是广告灯箱，亮度值指的是稳定强光干扰光源的亮度与路灯亮度的比值，距离值指的是稳定强光干扰光源距离路灯照明区域中心的距离，角度值指的是稳定强光干扰光源相对于路灯照明区域中心的角度；

[0079] 闪烁不稳定干扰光源影响度的具体求解过程如下：

[0080] 实时获取单位时间段内目标城市道路区域对应各路灯在设定区域范围内的闪烁不稳定干扰光源的平均亮度值、闪烁频率，并依次设置闪烁不稳定干扰光源参数对比阈值TD1和TD2，并将闪烁不稳定干扰光源参数数据与对应的预设阈值进行比较分析；

[0081] 当闪烁不稳定干扰光源的平均亮度值小于预设的对比阈值TD1时，则将闪烁不稳定干扰光源的平均亮度值赋值为T1分，当闪烁不稳定干扰光源的平均亮度值大于等于预设的对比阈值TD1时，则将闪烁不稳定干扰光源的平均亮度值赋值为T2分，其中，T1＜T2，且T1和T2具体数值大小的设定由本领域技术人员在具体的案例中进行具体设置；

[0082] 当闪烁不稳定干扰光源的闪烁频率小于预设的对比阈值TD2时，则将闪烁不稳定干扰光源的闪烁频率赋值为T1分，当闪烁不稳定干扰光源的闪烁频率大于等于预设的对比阈值TD2时，则将闪烁不稳定干扰光源的闪烁频率赋值为T2分；

[0083] 将目标城市道路区域对应各路灯在设定区域范围内的闪烁不稳定干扰光源的平均亮度值、闪烁频率的赋值分数进行叠加分析，并据此得到目标城市道路区域对应各路灯在设定区域范围内的闪烁不稳定干扰光源影响度；

[0084] 需要说明的是，闪烁不稳定干扰光源指的是车辆大灯，闪烁不稳定干扰光源的平均亮度值指的是所有闪烁不稳定干扰光源亮度与路灯亮度的比值进行加和计算后取平均值得到；

[0085] 设置外部环境影响指数的梯度参照区间range1、range2和range3，并将外部环境影响指数代入预设的梯度参照区间range1、range2和range3内进行比较分析，其中，梯度参照区间range1、range2和range3的区间数值是呈梯度增加的，range1、range2和range3的具体区间数值的设定由本领域技术人员在具体的案例中进行具体设置；

[0086] 当外部环境影响指数处于预设的梯度参照区间range1之内时，则生成轻度外部环境影响信号，当外部环境影响指数处于预设的梯度参照区间range2之内时，则生成中度外部环境影响信号，当外部环境影响指数处于预设的梯度参照区间range3之内时，则生成重度外部环境影响信号；

[0087] 并将生成的轻度外部环境影响信号、中度外部环境影响信号和重度外部环境影响信号均发送至亮度优化控制模块。

[0088] 当区域流量分析模块接收到目标城市区域对应各路灯的区域流量状态参数信息时，并据此进行目标城市道路区域对应各路灯的区域流量状态判定分析处理，具体执行步骤如下：

[0089] 实时获取单位时间段内目标城市道路区域对应各路灯的区域流量密度、平均人员行走速度、平均车辆行驶速度、平均人员停留时长和平均车辆行驶时长，并将其分别标定为JMi、RVi、CVi、RTi、CTi，并将其进行公式化分析，依据设定的公式得到目标城市道路区域对应各路
灯的区域流量状态指数ηi，JM'、RV'、CV'、RT'、CT'分别表示为设定的参考区域流量密度、参考平均人员行走速度、参考平均车辆行驶速度、参考平均人员停留时长和参考平均车辆行驶时长，δ1、δ2、δ3、δ4和δ5分别表示为设定的区域流量密度、平均人员行走速度、平均车辆行驶速度、平均人员停留时长和平均车辆行驶时长对应的转换因子系数，转换因子系数用于将所有数据项的物理量转换成同一物理量的数据系数；

[0090] 而区域流量密度的具体求解过程如下：实时获取单位时间段内目标城市道路区域对应各路灯的区域人员流量、区域车辆流量和区域照明面积，并将其分别标定为RLi、CLi、并将其进行公式化分析，依据设定的公式 得到目标城市道路区域对应各路灯的区域流量密度JMi；

[0091] 设置区域流量状态指数的第一参照阈值value1和第二参照阈值value2，并将区域交通影响指数代入预设的第一参照阈值value1和第二参照阈值value2进行比较分析，其中，第一参照阈值value1小于第二参照阈值value2，且第一参照阈值value1和第二参照阈值value2的具体数值的设定由本领域技术人员在具体的案例中进行具体设置；

[0092] 当区域流量状态指数小于预设的第一参照阈值value1时，则生成低等区域流量信号，当区域流量状态指数处于预设的第一参照阈值value1和第二参照阈值value2之间时，则生成中等区域流量信号，当区域流量状态指数大于预设的第二参照阈值value2时，则生成高等区域流量信号；

[0093] 并将生成的低等区域流量信号、中等区域流量信号和高等区域流量信号均发送至亮度优化控制模块。

[0094] 当亮度优化控制模块接收到外部环境影响等级类型判定信号和区域流量等级判定信号时，并将两类信号进行数据整合，由此对目标城市道路区域对应各路灯进行亮度调控处理，具体执行步骤如下：

[0095] 依据外部环境影响等级类型判定信号建立集合X，将轻度外部环境影响信号标定为元素o1，将中度外部环境影响信号标定为元素o2，将重度外部环境影响信号标定为元素o3，且元素o1∈集合X，元素o2∈集合X，元素o3∈集合X；

[0096] 依据区域流量状态等级类型判定信号建立集合Y，将低等区域流量信号标定为元素p1，将中等区域流量信号标定为元素p2，将高等区域流量信号标定为元素p3，且元素p1∈集合Y，元素p2∈集合Y，元素p3∈集合Y；

[0097] 将集合X和集合Y进行并集处理，若X∪Y＝{o1，p1}时，则生成一级照明亮度调控需求信号，若X∪Y＝{o1，p2}或{o2，p2}或{o1，p3}或{o2，p1}或{o3，p1}时，则生成二级照明亮度调控需求信号，若X∪Y＝{o3，p3}或{o2，p3}或{o3，p2}时，则生成三级照明亮度调控需求信号；

[0098] 将照明亮度调控需求等级判定信号与设定的各亮度调控参数对应的照明亮度调控需求等级判定信号进行匹配，得到照明亮度调控需求等级判定信号对应的亮度调控参数；

[0099] 基于目标城市道路区域对应各路灯的亮度调控参数通过执行终端对目标城市道路区域对应各路灯进行亮度调控操作。

[0100] 本发明在使用时，公式化分析和阈值对比的方式，实现了对目标城市道路区域对应各路灯的工作运行状态进行判定分析，能够及时发现路灯异常情况，在一定程度上提高路灯运行异常的及时响应性，保障路灯系统的整体稳定性，提高路灯照明的可靠性，避免因路灯故障而对交通安全和城市夜间环境造成不利影响；

[0101] 本发明通过公式化分析和梯度区间对比的方式，实现了对目标城市道路区域对应各路灯的外部环境影响状态进行判定分析，又通过数据分析以及阈值比较和信号化输出的方式，从而实现了对目标城市道路区域对应各路灯的区域交通状态的判定分析，并采用集合分析的方式，将目标城市道路区域对应各路灯的外部环境影响等级判定信号和区域流量状态等级判定信号进行综合分析处理，进而在实现了对目标城市道路区域对应各路灯的亮度调控需求状态的全面分析的同时，并为路灯亮度的优化调控奠定了基础，在一定程度上使得路灯照明亮度的调控更加具有针对性和适配性，避免在周围有强光干扰时出现过度照明的现象，减少光污染和因照明不佳而引发的交通拥堵、安全事故等问题，提高道路的通行效率和安全性，更好地满足城市居民日常出行以及各类活动的需求。

[0102] 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。