[发明专利]一种基于智慧城市的城市道路路灯节能减排控制系统

权利要求书

1.一种基于智慧城市的城市道路路灯节能减排控制系统，其特征在于：该系统包括采集模块、处理模块、调整模块、预测模块、指令调节模块；

所述采集模块用于采集目标车辆的相关状态信息；所述处理模块用于对目标车辆的信息进行处理判断；所述调整模块用于对路灯的照射角度进行调整；所述预测模块用于根据当前环境预测路灯的开启密度；所述指令调节模块用于根据预测结果进行路灯开启的调节；

所述采集模块的输出端电性连接处理模块的输入端；所述处理模块的输出端电性连接调整模块的输入端；所述预测模块的输出端电性连接指令调节模块的输入端；

所述采集模块包括第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元；所述第一采集单元用于采集目标车辆与路灯在车道线方向上的直线距离；所述第二采集单元用于采集目标车辆的初始状态信息；所述第三采集单元用于采集目标车辆的行驶状态中信息；

所述第一采集单元采集得到的目标车辆与路灯在车道线方向上的直线距离低于阈值A时，启动第二采集单元、第三采集单元；

所述第二采集单元中采集的目标车辆的初始状态信息包括目标车辆与靠近路灯最近的车道线之间的距离、目标车辆的初始行驶速度；

所述第三采集单元中采集的目标车辆的行驶状态中信息包括目标车辆的行驶时间、目标车辆在固定预设时长的前车轮转向角度、目标车辆的行驶加速度；

所述处理模块包括数据处理单元、变道判断单元；

所述数据处理单元用于对采集模块中的数据进行进一步处理，得出目标车辆行驶过程中的变化情况；所述变道判断单元用于根据数据处理单元的结果进行目标车辆是否准备变道的判断；

数据处理单元进行数据处理的过程如下：

根据公式：；

其中，为目标车辆行驶过程中前车轮与靠近路灯最近的车道线之间的水平距离；为目标车辆在固定预设时长的前车轮转向角度，规定，在左偏转时取正值，右偏转时取负值；为目标车辆前车轮初始状态下与路灯间的水平距离；为目标车辆的初始行驶速度；为目标车辆前车轮转向角度未改变时的行驶时间；为目标车辆前车轮转向角度改变后的行驶时间；为目标车辆行驶加速度；

变道判断单元判断过程如下：

当超出阈值B时，判断为车辆在进行变道；

所述调整模块的调整方式如下：

在车辆进行变道时，对路灯进行偏转，使路灯的最大亮度的照射范围覆盖到目标车辆；

根据公式：；

其中为路灯偏转角度，为靠近路灯一侧的光线照射临界点与路灯间的水平距离；为路灯高度；

当=时，路灯的照射范围刚好覆盖目标车辆；

所述预测模块包括大数据库、预测单元、函数单元；

所述大数据库用于提供城市的各项历史大数据和存储；所述预测单元用于根据历史大数据进行预测每天晚上路灯亮起的密度；所述函数单元用于生成函数模型，实现自动化控制；

所述预测单元预测过程如下：

S8-1、通过大数据库获取常规状态下城市内部各环境因子的关联函数以及各环境因子对路灯开启密度的影响函数；

S8-2、实时采集当前状态下城市内部各环境因子的数据并确定城市内部各环境因子的关联度，并确定是否吻合历史数据模型；预测城市需要开启的路灯密度，并确定是否吻合历史数据模型；

S8-3、若吻合，则按照大数据库中常规状态下城市内部各环境因子的关联函数以及各环境因子对路灯开启密度的影响函数，对当前状态下城市的各环境因子进行定向监控，预测城市需要开启的路灯密度；

S8-4、若不吻合，则采集多组当前状态下城市内部各环境因子的动态数据，对原始模型进行不断改进完善，对影响权重进行调节，预测城市需要开启的路灯密度；

在步骤S8-1到S8-4中，城市内部内部各环境因子包括事故发生率k₁、夜间行驶车辆数量k₂、节假日时间k₃、环境能见度k₄；

其中，事故发生率k₁为主要影响因素，并且其与其他环境因子形成关联函数如下：k₁=m₁k₂+b₁；k₁=m₂k₃+b₂；k₁=m₃k₄+b₃；

其中m₁、m₂、m₃为比例系数；b₁、b₂、b₃为调节常数；

另夜间行驶车辆数量k₂与节假日时间k₃也存在关联函数，如下：

k₂=m₄k₃+b₄；

其中m₄为比例系数；b₄为调节常数；

根据公式，预测城市需要开启的路灯密度：

；

；

；

；

其中，L₁-L₄分别为预测日各环境因子的影响水平；分别为历史数据中第i天各环境因子的各自影响权重；分别为预测日各环境因子的各自影响权重；

对各环境因子的影响水平设置阈值；

对路灯开启密度设置等级为1-5；分别对应各环境因子的影响水平超出阈值的数量0-4；

根据超出阈值数量情况预测路灯开启密度等级；

若在预测过程中，发现当前数据发生突变情况，不吻合原始模型，对影响权重进行调节后进行预测路灯开启密度等级；

所述指令调节模块包括接收单元、调节单元；

所述接收单元用于接收预测模块的实时预测信息；所述调节单元用于对路灯开启密度等级进行不断调节。