一种复杂场景下道路照明策略的配置下发方法及系统与流程

本发明涉及智慧城市道路照明，具体涉及一种复杂场景下道路照明策略的配置下发方法及系统。

背景技术：

1、一个城市的道路路灯数量往往有几万盏乃至几十万盏，对这些灯的亮灭和亮度进行管理至关重要。一方面，在合适的时候亮灯关乎着城市的安全稳定运转，另外一方面，适时地调节路灯的亮度或者灭灯也可以给整个社会带来节能效益。以一座城市十万盏灯为例，每盏灯每晚节能0.5度电，则这座城市在道路照明上一天即可节能五万度电。

2、当前道路亮灯策略配置好后一般下发到具体的灯控设备中，由灯控设备根据策略进行路灯的亮灯操作。然而在庞大的路灯数量以及城市中不同街区、不同道路类型需要有不同的亮灯策略情况下，管理人员需要花费很高的时间成本去精确地进行道路照明亮灯策略的配置，再加上灯控设备协议的不同和策略的频繁变动，也会提高策略下发的出错概率。

3、公开号为cn108834281a的中国发明申请提出了一种路灯系统的策略控制方法，其包括路灯服务器以及若干与所述路灯服务器连接的路灯设备。在没有光感和gps的条件下利用现有的技术进行整合，融合了时间同步机制，对多路灯设备进行分组，并根据路灯设备分组来关联对应的策略名，用配置定时器timer1来启动爬虫获取日落数据，之后添加到策略详情，用策略定时器timer2来执行策略详情，并根据数据调整等方式实现了对路灯设备进行智能调整的功能。但该项申请技术存在几个问题，一是在策略动作上只有开与关，并没有调光动作，而调光是重要的节能措施；二是由路灯服务器向路灯发送具体的开关指令，在大量级下，此动作会引起并发性能问题，导致命令丢失，该申请技术中并没有就这点进行说明；三是开关灯时间只与日出日落时间关联，没有给管理者更多的操作空间；四是在大量级下，路灯的分组本身会带来极高的操作成本，如何降低这个操作成本此申请中并没有说明。五是策略下发配置不灵活，不能针对多分组、多设备、多策略进行灵活配置下发。

4、公开号为cn113271705a的中国发明申请提供了一种灯具控制策略的自动设置方法、装置、服务器及存储介质，该方法包括：接收对指定灯具照明系统中所有灯具进行灯具控制策略设置的请求，获取所有灯具到所述灯具照明系统中灯具管理服务器的连接路径；根据连接路径，建立所述指定灯具照明系统的拓扑图；根据拓扑图和各灯具的描述信息，获取灯具照明系统对应的灯具控制策略，将灯具控制策略设置为所述灯具照明系统的灯具控制策略。该申请技术的主要原理是根据灯具自身的信息和连接拓扑图来决定灯具的控制策略，但是在道路照明中，路灯的策略设置跟上述两点关系不大，主要受城市所在经纬度、路灯所处街区位置、道路自身类型、区域重要程度和特殊事件等因素影响，因此该发明公开的技术不适用于城市道路照明场景。而且，此项发明只阐述了如何给灯具设备自动设置策略，但没有说明策略如何执行或者下发。

5、公开号为cn117915524a的中国发明申请提供了一种复杂场景下路灯综合控制方法及系统，该方法包括获取路灯亮度及场景数据，预处理数据信息；基于路灯部署邻近信息和路灯控制策略的历史数据对路灯进行动态划分；基于马尔可夫决策构建路灯控制策略决策模型，根据路灯当前策略状态和控制动作，预测近期最佳使用控制策略；基于近期最佳使用控制策略和路灯控制群组制定策略模板；基于策略模板和路灯实时数据确定路灯调控信息。该方法的实施依赖于大量的历史数据以及环境数据对路灯进行动态划分，以及训练路灯控制策略决策模型生成对应的控制策略，且该方法仅是描述了如何生成获取到对应的策略模板，而对于控制策略的后续执行下发方面问题并没有给出对应的解决方案。

技术实现思路

1、基于上述背景，本发明的目的在于提供一种在复杂场景下道路照明策略的配置下发方法及系统，通过便捷的分组和场景化的控制，针对城市照明系统中存在的大量级、多区域、易变动问题，避免繁琐耗时的路灯策略配置，同时通过冲突解决机制、补发机制、反馈机制降低策略下发出现遗漏错误的概率。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种复杂场景下道路照明策略的配置下发方法，包括，

4、构建路灯分组和道路照明策略，所述道路照明策略包括灯控设备执行时间和执行内容，所述执行内容包括路灯开关、路灯亮度以及对灯控设备的召测，并基于各种场景需求将对应路灯分组和道路照明策略之间进行关联构建不同的情景模式；

5、在对应情景模式中，基于路灯和灯控设备中单灯控的关系构建单灯控策略集合，集合内包含该情景模式下所有单灯控的灯控设备信息和与每个单灯控关联的策略信息；

6、遍历单灯控策略集合，判断集合中每个单灯控上关联的策略信息是否发生冲突，并对发生冲突的策略进行处理，使每个单灯控仅对应一种道路照明策略；

7、将灯控设备信息和对应的道路照明策略组成目标策略，根据所述灯控设备信息，将对应的道路照明策略转换成对应灯控设备可理解执行的格式，并将转换格式后的道路照明策略和召测命令下发至目标灯控设备；

8、接收目标灯控设备响应召测命令的上报数据并进行解析，将解析内容与下发的目标策略进行比对判断下发情况，若下发成功，则进行策略下发成功通知，否则进行策略补发；

9、获取目标策略下发后所有路灯的当前运行数据和预设节能权重，基于遗传算法构建策略优化模型对每个路灯上的策略基于节能权重进行优化，并将优化后的策略进行下发。

10、进一步的，所述构建路灯分组按照路灯的供电回路和路灯落点位置信息进行划分。

11、进一步的，所述的按照路灯的供电回路和路灯落点位置信息进行划分包括：

12、基于地理信息系统将路灯对应的配电柜和灯杆放入地图中，其中配电柜一对一关联集控，灯杆一对多关联单灯控；在地图上通过点选和/或框选的形式选择路灯构建路灯分组。

13、进一步的，通过点选的形式选择路灯构建路灯分组包括：

14、步骤a：若点选目标为配电柜设备，则通过配电柜和集控之间的关联关系查找与该配电柜关联的集控，以及集控涉及的供电回路，并将该供电回路以及回路下所有的单灯控放入当前分组中；

15、步骤b：若点选目标为灯杆设备，则通过灯杆设备和单灯控的关联查找关联的单灯控，并根据单灯控查询关联的集控，如果单灯控没有关联集控，则将该单灯控配置为自由选择；如果单灯控关联集控，则查找该关联集控涉及的供电回路，并将该供电回路以及回路下所有的单灯控放入当前分组中。

16、进一步的，通过框选的形式选择路灯构建路灯分组包括：

17、在地图上进行框选，如果框选的目标包括配电柜，则执行步骤a，如果框选的目标包括灯杆，则执行步骤b；

18、将步骤a和步骤b的结果进行合并、去重处理，完成对路灯的分组选择。

19、进一步的，所述情景模式包括，

20、节能模式，用于交通低流量场景，将路灯亮度控制在第一预设亮度；

21、高峰模式，用于交通高峰场景，将路灯亮度控制在第二预设亮度；

22、应急模式，用于紧急需求场景，将路灯亮度控制在第三预设亮度；其中，第三预设亮度大于第二预设亮度，第二预设亮度大于第一预设亮度。

23、进一步的，所述接收目标灯控设备响应召测命令的上报数据并进行解析，将解析内容与下发的目标策略进行比对判断下发情况包括，

24、接收上报数据，所述上报数据包括灯控设备编码和灯控设备当前执行的策略信息；

25、根据灯控设备编码确定灯控设备类型，基于灯控设备类型使用对应的上报数据解析器解析所述上报数据，提取灯控设备当前的策略信息；

26、将提取的策略信息与下发的目标策略数据进行对比，如果策略数据匹配，则判断策略下发成功。

27、进一步的，所述策略补发的方式包括超时补发和定时补发，所述超时补发为超过预先设置的时间仍未收到灯控设备的上报数据，或者上报数据与下发的目标策略不匹配时，基于预设定补发次数对目标策略进行补发；所述定时补发为基于预设时间将目标策略重新下发至目标灯控设备。

28、进一步的，所述获取目标策略下发后所有路灯的当前运行数据和预设节能权重，基于遗传算法构建策略优化模型对每个路灯上的策略基于节能权重进行优化，并将优化后的策略进行下发包括，

29、获取系统预设节能权重m，所述节能权重m对应节能效率进行设定，在0到1范围内变动，数值越大对应节能效果越高；

30、基于遗传算法构建策略优化模型，策略优化模型中，以每个路灯分组为个体；以个体中路灯在不同时间段的不同功率的组合为基因；以所有的个体的集合为种群；以基因中的随机变化为变异算子；

31、进行迭代运算，基于每次迭代后的种群获得亮灯时间段内的功率总和，并对此功率总和按照所有路灯的最大功率进行归一运算，运算结果记为t；其中，迭代运算过程为：对个体中的基因按照变异算子方式进行变化，如果1-t<m，迭代继续，反之迭代停止；

32、获得迭代停止时对应的基因集合，并将基因集合对应转化为实际策略组合，得到优化后的策略组合并进行下发。

33、第二方面，本发明提供一种复杂场景下道路照明策略的配置下发系统，包括，

34、策略配置模块，包括路灯分组单元、策略配置单元和情景模式管理单元；所述路灯分组单元用于将城市道路照明系统中的所有路灯基于预设定规则进行分组；所述策略配置单元用于制定道路照明策略，所述道路照明策略包括灯控设备执行时间和执行内容，所述执行内容包括路灯开关、路灯亮度以及对灯控设备的召测；所述情景模式管理单元用于基于各种场景需求将路灯分组和道路照明策略之间进行关联构建各种情景模式；

35、下发模块，用于向灯控设备下发策略，包括冲突处理单元、策略适配下发单元、补发单元和数据接收反馈单元；所述冲突处理单元用于识别并解决所述情景模式管理单元关联路灯分组和策略过程中出现的冲突，使每个单灯控仅对应一种道路照明策略，并将灯控设备信息和对应的道路照明策略组成目标策略；所述策略适配下发单元包括策略下发适配处理器，用于根据所述灯控设备信息，将对应的道路照明策略转换成对应灯控设备可理解执行的格式，并将转换格式后的道路照明策略和召测命令下发至目标灯控设备；所述数据接收反馈单元包括上报数据解析器，用于接收来自不同类型的目标灯控设备响应召测命令的上报数据并进行解析判断下发情况，若下发成功，则进行策略下发成功通知，否则补发单元进行策略补发；

36、策略优化模块，用于获取目标策略下发后所有路灯当前运行数据和预设节能权重，通过遗传算法对每个路灯上的策略基于节能权重进行优化，优化后的策略通过所述下发模块进行下发；

37、储存模块，用于储存路灯的分组数据、策略配置数据、情景模式数据、策略冲突的灯控设备数据、冲突处理后的目标策略数据、策略下发情况数据以及策略优化后数据；

38、通知模块，用于获取储存模块中的策略冲突的灯控设备数据和/或策略下发情况数据并通知至相关人员。

39、本发明的有益效果如下：

40、本发明提出的道路照明策略的配置下发方法和系统，针对城市照明系统中存在的挑战，如大规模部署、多区域管理和频繁变更策略需求，提供一种高效、灵活且可靠的解决方案。具体为：

41、通过便捷的分组和场景化控制，简化了道路照明策略的配置过程，减少了人工配置的繁琐性，提高了工作效率。能够快速响应城市照明需求的变化，如交通流量的波动、特殊事件的照明需求等，提高了系统的适应性和灵活性。

42、通过冲突解决机制，确保切换情景模式后，同一个单灯控上不同时存在两个或两个以上冲突的策略，保证了道路照明策略的正确性和一致性。

43、通过补发机制，确保道路照明策略即使在首次下发失败时也能重新下发，增加了系统的鲁棒性。

44、通过灯控设备反馈机制，能够实时监控道路照明策略的执行情况，及时发现并解决问题。

45、通过策略优化机制，对于目标策略下发后路灯上执行的策略基于节能权重通过遗传算法进行优化，进一步在满足亮度需求的前提下，降低路灯功率、提升节能效率。