本發(fā)明涉及智慧路燈監(jiān)管，具體為一種基于云計算的智慧路燈智能化監(jiān)管系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著人們的物質(zhì)和精神生活水平不斷提高，對生活的追求向著更舒適、安全、高效和節(jié)能的方向發(fā)展，對建筑照明技術(shù)的要求也越來越高。新興的“智能照明”技術(shù)是現(xiàn)代計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)與建筑照明技術(shù)的有機結(jié)合，與傳統(tǒng)照明技術(shù)相比在各方面均具有優(yōu)越性。

2、相對應(yīng)的智慧路燈的設(shè)備容易不定期發(fā)生故障，需要維修人員對智慧路燈進(jìn)行不定期的巡檢工作，但目前對智慧路燈的管理工作中，往往采用發(fā)生故障后對智慧路燈進(jìn)行維修，沒有對存在故障風(fēng)險的智慧路燈進(jìn)行量化分析和管理；當(dāng)出現(xiàn)存在故障風(fēng)險的智慧路燈時，會將該智慧路燈添加至現(xiàn)有巡檢路線中，需要考慮對現(xiàn)有巡檢路線的影響。

3、所以，本發(fā)明公開一種基于云計算的智慧路燈智能化監(jiān)管系統(tǒng)及方法以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于云計算的智慧路燈智能化監(jiān)管系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于云計算的智慧路燈智能化監(jiān)管方法，該方法包括如下步驟：

3、s1：獲取待測區(qū)域內(nèi)的路燈的位置分布及各個路燈對應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)格信息，通過傳感器對待測區(qū)域內(nèi)的路燈進(jìn)行檢測，生成待測區(qū)域內(nèi)各個位置的路燈檢測特征信息；

4、s2：通過圖像識別技術(shù)對待測區(qū)域內(nèi)的各個位置的路燈檢測特征信息進(jìn)行圖像識別，對圖像識別后的路燈檢測特征信息進(jìn)行分析，得到相應(yīng)的路燈質(zhì)量評估報告；

5、s3：根據(jù)路燈的實時路燈質(zhì)量評估報告，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)中，出現(xiàn)維修情況時的故障路燈的路燈質(zhì)量評估報告，生成故障風(fēng)險路燈；

6、s4：獲取待測區(qū)域內(nèi)的維修人員的巡檢路線方案，將新生成的故障風(fēng)險路燈添加至原有的巡檢路線方案，對更新后的巡檢路線方案計算故障風(fēng)險參考值，選取故障風(fēng)險參考值最小的更新后的巡檢路線方案作為最佳巡檢方案，將最佳巡檢方案發(fā)送至所屬的維修人員。

7、根據(jù)上述方案，在s1中生成待測區(qū)域內(nèi)各個位置的路燈檢測特征數(shù)據(jù)時，所述檢測特征信息包括對應(yīng)路燈的光束和太陽能電板的檢測圖像；所述檢測特征信息還包括對應(yīng)路燈的燈罩和路燈桿的三維空間模型；不同的時間相同的路燈對應(yīng)的檢測特征信息不同；所述光束檢測圖像為最大輸出功率時路燈射出的光束的圖像；所述燈罩和路燈桿的三維空間模型由傳感器獲取燈罩和路燈桿的空間數(shù)據(jù)后，由處理器程序生成。

8、根據(jù)上述方案，在s2中，每一個路燈檢測特征信息對應(yīng)一個路燈質(zhì)量評估報告；所述路燈質(zhì)量評估報告包括光束檢測圖像和太陽能電板檢測圖像的圖像平均灰度差值與顏色特征偏差率，所述路燈質(zhì)量評估報告還包括燈罩三維空間模型和路燈桿三維空間模型的平整度差異值；

9、各個位置的路燈的光束檢測圖像和太陽能電板檢測圖像存在有相應(yīng)的初始對比圖像；各個位置的路燈的燈罩三維空間模型和路燈桿三維空間模型存在有相應(yīng)的初始對比模型；所述初始對比圖像和初始對比模型為路燈安裝時采集的圖像和三維空間模型；

10、所述圖像平均灰度差值表示相應(yīng)的路燈的檢測圖像和初始對比圖像進(jìn)行灰度化處理后，檢測圖像和初始對比圖像的像素點對應(yīng)的灰度值的平均值的比值；

11、所述顏色特征偏差率cfd的具體計算方式如下所示：

12、cfd＝(pmax－pmin)÷p0均；

13、其中，pmax表示相應(yīng)的路燈的檢測圖像灰度化處理后，像素點對應(yīng)的灰度值的最大值；pmin表示相應(yīng)的路燈的檢測圖像灰度化處理后，像素點對應(yīng)的灰度值的最大值；p0均表示相應(yīng)的路燈的初始對比圖像灰度化處理后，像素點對應(yīng)的灰度值的平均值；

14、所述平整度差異值fdv的具體計算方式如下所示：

15、fdv＝(damax－damin)÷a總；

16、其中，damax表示相應(yīng)的路燈的燈罩三維空間模型或路燈桿三維空間模型和對應(yīng)初始對比模型相比最大形變區(qū)域面積；damin表示相應(yīng)的路燈的燈罩三維空間模型或路燈桿三維空間模型和對應(yīng)初始對比模型相比最小形變區(qū)域面積；a總表示相應(yīng)的路燈的燈罩三維空間模型或路燈桿三維空間模型的總表面積；所述damax、damin和a總同屬于一個路燈的一個路燈質(zhì)量評估報告；

17、對路燈的光束檢測圖像和太陽能電板檢測圖像分別設(shè)置不同的權(quán)重，計算路燈的總圖像平均灰度差值與總顏色特征偏差率；對燈罩三維空間模型和路燈桿三維空間模型分別設(shè)置不同的權(quán)重，計算路燈的總平整度差異值。

18、根據(jù)總圖像平均灰度差值、總顏色特征偏差率和總平整度差異值的三個維度實現(xiàn)了路燈質(zhì)量評估報告中具體評估項目的量化，便于后續(xù)對路燈的整體狀態(tài)進(jìn)行分析，為后續(xù)的分析計算提供了數(shù)據(jù)支撐。

19、根據(jù)上述方案，在s3中，根據(jù)路燈質(zhì)量評估報告，計算對應(yīng)的路燈損傷影響評估值ev；具體的計算公式如下所示：

20、ev＝f1×zagd+f2×zcfd+f3×zfdv；

21、其中f1、f2和f3為不同的損傷影響評估系數(shù)，且f1、f2和f3均為數(shù)據(jù)庫中預(yù)置的常數(shù)；zagd表示相應(yīng)路燈質(zhì)量評估報告中的總圖像平均灰度差值；zcfd表示相應(yīng)路燈質(zhì)量評估報告中的總顏色特征偏差率；zfdv表示相應(yīng)路燈質(zhì)量評估報告中的總平整度差異值；

22、獲取歷史數(shù)據(jù)中，同一條街道中所有出現(xiàn)維修情況時的相應(yīng)路燈質(zhì)量評估報告對應(yīng)的路燈損傷影響評估值的平均值，記為街道損傷影響評估中間值；選取歷史數(shù)據(jù)中，待測區(qū)域內(nèi)，出現(xiàn)維修情況次數(shù)最多的街道的街道損傷影響評估中間值記為街道損傷影響評估參考值；

23、對待測區(qū)域內(nèi)的每條街道計算評估影響系數(shù)，所述評估影響系數(shù)等于相應(yīng)街道的街道損傷影響評估參考值與街道損傷影響評估中間值的比值；

24、在實際生活中，在待測區(qū)域內(nèi)的路燈并不是統(tǒng)一的規(guī)格，但在同一條街道內(nèi)一般采用相同規(guī)格的路燈，不同規(guī)格的路燈的使用時效和故障率存在一定的差異，選取同一條街道的路燈計算街道損傷影響評估中間值，選取待測區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)維修情況次數(shù)最多的街道計算街道損傷影響評估參考值；對待測區(qū)域內(nèi)的每條街道計算評估影響系數(shù)，能夠提高風(fēng)險特征值計算的準(zhǔn)確性，更好地查找到存在故障風(fēng)險的路燈。

25、對路燈的風(fēng)險特征值進(jìn)行計算，所述風(fēng)險特征值等于相應(yīng)路燈質(zhì)量評估報告對應(yīng)的路燈損傷影響評估值與相應(yīng)路燈質(zhì)量評估報告對應(yīng)的路燈所屬街道的評估影響系數(shù)的乘積；

26、若所述風(fēng)險特征值小于所設(shè)的風(fēng)險特征值閾值，則判定所述風(fēng)險特征值的所屬路燈為無故障風(fēng)險路燈；反之，則判定所述風(fēng)險特征值的所屬路燈為故障風(fēng)險路燈。

27、根據(jù)上述方案，在s4中，對于故障風(fēng)險路燈，獲取待測區(qū)域內(nèi)維修人員的巡檢路線方案，對故障風(fēng)險路燈設(shè)置影響半徑，以故障風(fēng)險路燈的位置坐標(biāo)為圓心作故障風(fēng)險路燈影響圓，獲取在故障風(fēng)險路燈影響圓邊和圓內(nèi)且在巡檢路線方案上的故障路燈，將同一條巡檢路線方案上的故障路燈的位置坐標(biāo)形成集合(x，y)＝{(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)}；其中n表示故障路燈位置坐標(biāo)集合中故障路燈的總數(shù)量，將故障風(fēng)險路燈的位置坐標(biāo)記為(a，b)；

28、結(jié)合故障路燈位置坐標(biāo)集合和故障風(fēng)險路燈的位置坐標(biāo)，計算巡檢路線影響值s；具體計算方式如下所示：

29、

30、其中(xi，yi)與(xi+1，yi+1)，為故障路燈位置坐標(biāo)集合中兩個連續(xù)的故障路燈位置坐標(biāo)，i∈[1，n-1]；若系統(tǒng)預(yù)設(shè)的影響半徑生成的故障風(fēng)險路燈影響圓中，僅存在一條巡檢路線方案，則擴大影響半徑直至故障風(fēng)險路燈影響圓中，存在至少兩條巡檢路線方案；且每條巡檢路線方案在擴大影響半徑的故障風(fēng)險路燈影響圓中，存在至少兩盞故障路燈；

31、結(jié)合巡檢路線影響值，對更新后的巡檢路線方案計算故障風(fēng)險參考值rfi；具體計算公式如下所示：

32、rfi＝r1×(qd÷zc+r2×hd÷zc)×s；

33、其中，r1和r2表示預(yù)置的故障風(fēng)險參考系數(shù)；qd表示相應(yīng)原有的巡檢路線方案中，故障路燈位置坐標(biāo)集合的第一個故障路燈位置至維修人員所在位置的巡檢路線長度；hd表示相應(yīng)原有的巡檢路線方案中，故障路燈位置坐標(biāo)集合的最后一個故障路燈位置至巡檢路線方案終點發(fā)熱故障路燈位置的巡檢路線長度；zc表示原有的巡檢路線方案的總巡檢路線長度；

34、通過分析更新后的巡檢線路方案對應(yīng)的故障風(fēng)險參考值，準(zhǔn)確篩選最佳巡檢方案，減少因為需要加入新的故障風(fēng)險路燈，而對原有的巡檢路線方案造成影響，在確保巡檢精度的情況下，提高對路燈巡檢和維修的效率，及時有效地發(fā)現(xiàn)路燈的故障風(fēng)險，并及時采取相應(yīng)的維護(hù)措施，從而避免路燈損壞的發(fā)生。

35、選取故障風(fēng)險參考值最小的更新后的巡檢路線方案作為最佳巡檢方案，將最佳巡檢方案發(fā)送至維修人員；所述維修人員為最佳巡檢方案更新前的維修人員；所述最佳巡檢方案包括故障風(fēng)險路燈的位置坐標(biāo)及故障風(fēng)險路燈對應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)格信息。

36、本技術(shù)的另一個方面，一種基于云計算的智慧路燈智能化監(jiān)管系統(tǒng)，所述系統(tǒng)應(yīng)用于上述的一種基于云計算的智慧路燈智能化監(jiān)管方法實現(xiàn)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)管理單元、路燈數(shù)據(jù)獲取模塊、質(zhì)量評估分析模塊、故障風(fēng)險生成模塊和巡檢路線更新模塊；

37、所述數(shù)據(jù)管理單元用于儲存路燈的位置分布、路燈對應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)格信息以及系統(tǒng)運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；

38、所述路燈數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取待測區(qū)域內(nèi)的路燈的位置分布及各個路燈對應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)格信息，通過傳感器對待測區(qū)域內(nèi)的路燈進(jìn)行檢測，生成待測區(qū)域內(nèi)各個位置的路燈檢測特征信息；

39、所述質(zhì)量評估分析模塊用于通過圖像識別技術(shù)對待測區(qū)域內(nèi)的各個位置的路燈檢測特征信息進(jìn)行圖像識別，對圖像識別后的路燈檢測特征信息進(jìn)行分析，得到相應(yīng)的路燈質(zhì)量評估報告；

40、所述故障風(fēng)險生成模塊用于根據(jù)路燈的實時路燈質(zhì)量評估報告，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)中，出現(xiàn)維修情況時的故障路燈的路燈質(zhì)量評估報告，生成故障風(fēng)險路燈；

41、所述巡檢路線更新模塊用于獲取待測區(qū)域內(nèi)的維修人員的巡檢路線方案，將新生成的故障風(fēng)險路燈添加至原有的巡檢路線方案，對更新后的巡檢路線方案計算故障風(fēng)險參考值，選取故障風(fēng)險參考值最小的更新后的巡檢路線方案作為最佳巡檢方案，將最佳巡檢方案發(fā)送至所屬的維修人員。

42、根據(jù)上述方案，所述路燈數(shù)據(jù)獲取模塊包括基礎(chǔ)信息獲取單元和檢測特征獲取單元；

43、所述基礎(chǔ)信息獲取單元用于獲取待測區(qū)域內(nèi)的路燈的位置分布及各個路燈對應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)格信息；

44、所述檢測特征獲取單元用于通過傳感器對待測區(qū)域內(nèi)的路燈進(jìn)行檢測，生成待測區(qū)域內(nèi)各個位置的路燈檢測特征信息。

45、根據(jù)上述方案，所述故障風(fēng)險生成模塊包括路燈損傷影響分析單元和風(fēng)險特征分析單元；

46、所述路燈損傷影響分析單元用于根據(jù)路燈質(zhì)量評估報告，計算對應(yīng)的路燈損傷影響評估值；

47、所述風(fēng)險特征分析單元用于根據(jù)路燈的實時路燈質(zhì)量評估報告對應(yīng)的路燈損傷影響評估值，結(jié)合出現(xiàn)維修情況時的相應(yīng)路燈質(zhì)量評估報告對應(yīng)的路燈損傷影響評估值，對路燈的風(fēng)險特征值進(jìn)行計算，判斷生成故障風(fēng)險路燈。

48、根據(jù)上述方案，所述巡檢路線更新模塊包括巡檢路線影響值分析單元和故障風(fēng)險參考分析單元；

49、所述巡檢路線影響值分析單元用于根據(jù)故障風(fēng)險路燈的位置坐標(biāo)，對預(yù)加入的巡檢路線方案分析巡檢路線影響程度；

50、所述故障風(fēng)險參考分析單元用于結(jié)合巡檢路線影響值，對更新后的巡檢路線方案分析計算故障風(fēng)險參考值，選取故障風(fēng)險參考值最小的更新后的巡檢路線方案作為最佳巡檢方案，將最佳巡檢方案發(fā)送至的維修人員。

51、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：根據(jù)總圖像平均灰度差值、總顏色特征偏差率和總平整度差異值的三個維度實現(xiàn)了路燈質(zhì)量評估報告中具體評估項目的量化，便于后續(xù)對路燈的整體狀態(tài)進(jìn)行分析，為后續(xù)的分析計算提供了數(shù)據(jù)支撐；在待測區(qū)域內(nèi)的路燈并不是統(tǒng)一的規(guī)格，但在同一條街道內(nèi)一般采用相同規(guī)格的路燈，不同規(guī)格的路燈的使用時效和故障率存在一定的差異，選取同一條街道的路燈計算街道損傷影響評估中間值，選取待測區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)維修情況次數(shù)最多的街道計算街道損傷影響評估參考值；對待測區(qū)域內(nèi)的每條街道計算評估影響系數(shù)，能夠提高風(fēng)險特征值計算的準(zhǔn)確性，更好地查找到存在故障風(fēng)險的路燈；通過分析更新后的巡檢線路方案對應(yīng)的故障風(fēng)險參考值，準(zhǔn)確篩選最佳巡檢方案，減少因為需要加入新的故障風(fēng)險路燈，而對原有的巡檢路線方案造成影響，在確保巡檢精度的情況下，提高對路燈巡檢和維修的效率，及時有效地發(fā)現(xiàn)路燈的故障風(fēng)險，并及時采取相應(yīng)的維護(hù)措施，從而避免路燈損壞的發(fā)生。