[發明專利]一種基于智慧路燈的城市控制管理系統

有效

• 申請號: 202010050623.5
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN110876126B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 陳煦
• 申請（專利權）人: 四川眾興華業市政照明工程有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W4/35;H04W4/90;H04L29/08;H04N7/18;G01W1/02;G01D21/02;H04W12/06;H04W84/12
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 王朋飛

1.一種基于智慧路燈的城市控制管理系統，其特征在于：包括應用層、云服務平臺層、傳輸層、接入感知層和基礎設施層，所述應用層至少包括智慧照明，還包括智慧城管、智慧交通、無線電管理、智慧氣象、智慧停車和智慧公安中的一種或多種的組合；

所述云服務平臺層至少包括智慧照明控制系統管理平臺、GIS系統和物聯網，還包括智慧城市管理平臺、智慧交通管理平臺、無線電管理平臺、智慧氣象管理平臺、智慧停車管理平臺和智慧公安管理平臺中的一種或多種的組合；所述傳輸層包括有線和/或無線傳輸網絡；

所述接入感知層至少包括燈具控制模塊、一鍵呼叫、公共WLAN、公共廣播、信息發布屏、智能網關、無線傳輸模塊、環境監測傳感器、氣象監測傳感器、基站、噴淋系統和視頻采集設備，還包括車流量采集設備、無線電監測設備、交通標志、充電設施、交通信號燈、路口信號機、停車位監測設備、路測單元和多媒體交互中的一種或多種的組合；

所述基礎設施層包括智慧路燈的燈桿、智能電源、防雷/配電、光纖盒、供水水管、太陽能供電系統、地下供電纜線和路燈箱式變壓器中的一種或多種的組合；所述基礎設施層用于掛載接入感知層中的感知設備，所述接入感知層通過傳輸層將其采集到的數據信息傳輸至云服務平臺層，云服務平臺層與應用層對應，云服務平臺層中各平臺通過API接口與其對應的應用層中的應用相接，將數據傳輸至應用層；

接入感知層中的視頻采集設備直接通過傳輸層與云服務平臺層相連，接入感知層的智能網關將路燈的感知信息通過傳輸層傳輸至云服務平臺層的智慧照明控制系統管理平臺中，智慧照明控制系統管理平臺下發的控制信息通過傳輸層和智能網關傳輸至接入感知層的燈具控制模塊；所述基站與傳輸層相連；接入感知層中感知到其他感知信息通過無線傳輸模塊傳輸至傳輸層，經傳輸層傳輸至云服務平臺層；云服務平臺層中的GIS系統采集基礎設施層中路燈桿體的位置信息，并記錄在GIS系統中；

云服務平臺層中的各管理平臺均包括數據管理模塊、日志管理模塊、運營支撐模塊、后臺服務模塊、權限管理模塊和接入管理模塊；所述數據管理模塊對接入感知層傳輸的數據進行統一管理，并通過物聯網實現與其他管理平臺之間的數據交換；所述日志管理模塊對所在的管理平臺以及與其對應的接入感知層的前端設備的設置、修改和資料刪除進行完整記錄，對管理平臺生成的日志進行保存，日志管理模塊對管理平臺生成的日志進行修改和刪除保護，禁止對日志進行修改和刪除，日志保存時間不少于6個月；所述運營支撐模塊對于其管理平臺對應的接入感知層中的設備的數據采集、參數設置和操作控制，結合GIS將所有智慧路燈的位置信息載入管理平臺，形成站點地圖，對智慧路燈進行資產統計、精準定位及追溯；所述后臺服務模塊包括對其管理平臺對應的接入感知層的設備的全生命周期管理，包括生產、調配、使用、退役各狀態下的資產管理、故障定界、工單管理、裝維服務、預測性維護和在線客服；所述權限管理模塊對訪問者進行身份碼和密碼雙重認證，對用戶進行權限配置，定義用戶的優先使用權，對用戶權限進行在線授權、轉移和取消，根據用戶角色屬性提供不同的管理權限和界面，在角色權限配置中針對功能進行授權；所述接入管理模塊定義各個模塊單元的認證標識，在接入網絡內進行認證審核，對平臺與接入感知層中的設備之間的雙方通信進行數據加密，在接入點的網絡邊界進行接口安全控制；

智慧照明控制系統管理平臺的數據管理模塊調用環境監測傳感器中光照強度監測傳感器檢測到的光照強度數據，分析當前光照強度是否達到開關燈條件，若達到開關燈條件則將控制指令通過傳輸層傳輸至燈具控制模塊，燈具控制模塊根據接收到的控制指令發出開關燈指令，燈具控制模塊實時調取電壓互感器和電流互感器的功率數據，判斷該功率數據是否達到開/關燈閾值，若達到開/關燈閾值，則進行開/關燈操作，若沒有達到開/關等閾值，則將故障上報至智慧照明控制系統管理平臺，智慧照明控制系統管理平臺記錄該故障，并將故障傳輸至后臺服務模塊，后臺服務模塊安排故障定界和維修；

用戶通過應用層的智慧交通應用接入到云服務平臺層的智慧交通管理平臺中，智慧交通管理平臺的數據管理模塊調取氣象監測傳感器和GIS系統的數據，通過對氣象監測傳感器監測到的能見度、路面溫度、積澇情況并結合GIS系統數據進行分析，得到城市道路內的積水、能見度和路面溫度情況，通過信息發布屏向駕駛員發布路面積水、能見度和/或路面溫度信息；智慧交通管理平臺的數據管理模塊調取車流量采集設備檢測到的車流量、車速和/或車道擁堵情況信息，并結合GIS系統進行分析，得到城市道路內的擁堵情況，并通過信息發布屏發布擁堵信息，提醒駕駛員提前避讓擁堵；智慧交通管理平臺的數據管理模塊通過GIS系統，獲取到路口區域內的車流量、人流量和/或視頻采集設備采集到的視頻信息，通過對路口車流量和/或人流量的分析，向交通信號燈下發控制指令，對交通信號燈進行遠程控制；

所述智慧交通管理平臺中運營管理模塊包括基礎參數設置單元、控制參數設置單元、實時狀態監測單元、報表統計單元、線協調控制單元、區域協調控制單元、特勤控制單元和基礎信息管理單元；所述基礎參數設置單元包括對接入感知層的交通信號燈、車流量采集設備的公共參數進行設置和對路口信號機的參數進行設置，所述公共參數包括公共時間參數、控制參數和服務器參數；路口信號機的參數包括路口基本信息、相位參數、沖突相位、階段參數、方案參數、時段參數、調度計劃、方案設置向導、感應控制設置向導、手動控制設置、模擬演示設置和實時燈態查看設置；

所述階段參數包括放行相位、階段綠燈時間、階段紅燈時間、階段黃燈時間和階段選項參數；所述路口基本信息包括路口位置信息、路口各方向的車道數、路口各方向車流量峰值、相鄰路口及路口間距；所述相位參數和沖突相位的設置，是根據交叉路口的交通流狀況設置的，設置完沖突相位后，一旦操作人員將相沖突的相位設置為同一階段號的放行相位時，會有相應的提示信息，不允許設置；所述相位參數包括行人過街綠燈時間、行人清空時間、最小綠燈時間、單位綠燈延長時間、最大綠燈時間Ⅰ，最大綠燈時間Ⅱ、彈性相位固定綠燈時間、綠閃時間、相位類型、相位屬性、方向標識和車道標識；

所述線協調控制單元，具體是把一條道路上多個相鄰交叉路口的交通信號協調起來加以控制，線協調控制采用單向協調控制或雙向協調控制兩種；線協調設置向導分兩個階段：線協調控制參數計算和線協調控制參數設置；線協調控制參數計算獲取路段中各路口的相關數據，計算絕對時差；線協調控制參數設置根據計算結果配置階段參數、方案參數、時段參數、調度計劃參數；

所述區域協調控制單元把城市某一區域內的多個交叉路口交通信號協調起來加以控制；區域協調設置向導分三個階段：區域管理、區域協調控制參數計算和區域協調控制參數設置；區域管理用于新增、查看、刪除區域信息；區域協調控制參數計算用于計算區域的絕對時差；區域協調控制參數設置是根據計算結果配置階段參數、方案參數、時段參數、調度計劃參數；

當通過公共廣播發布語音廣播時，數據管理模塊獲取當前廣播區域內環境監測傳感器獲取到的噪聲數據，對噪聲數據進行分析，根據當前廣播區域內的噪聲大小確定廣播的音量；數據管理模塊獲取當前廣播區域內的車流量采集設備檢測到的車流量，或視頻采集設備采集到的人流量信息，確定廣播時間，并將確定的廣播音量和廣播時間數據傳輸至公共廣播模塊，播放需要廣播的語音信息；

所述智慧城市管理平臺獲取到接入感知層中公共WLAN、噴淋系統、公共廣播、信息發布屏、多功能交互設備、視頻采集設備、充電設施的控制權限，智慧城市管理平臺的數據管理模塊獲取到環境監測傳感器和氣象監測傳感器的監測數據；用于登陸應用層中的智慧城管應用，并通過智慧城市管理平臺的權限管理模塊的認定，通過公共廣播和/或信息發布屏向公眾發布信息；用于登陸應用層中的智慧城管應用，并通過智慧城市管理平臺的數據管理模塊調取視頻采集設備采集到的視頻信息；調取環境監測傳感器和氣象監測傳感器的監測數據，并對調取的數據進行判斷，可通過信息發布屏發布相應信息；智慧城市管理平臺中獲取到的PM2.5檢測傳感器、PM10檢測傳感器、揚塵檢測傳感器和氣象傳感器檢測到的檢測數據，若PM2.5、PM10、揚塵和/或溫濕度的數據大于預定值或數據較大時，智慧城市管理平臺向噴淋系統下發噴淋指令，打開噴淋系統進行噴淋，噴淋系統噴出水霧，降低PM2.5、PM10、揚塵和/或溫度或提高濕度。