本發明屬于智慧城市，具體涉及應用于智慧燈桿的電氣艙智能分配方法及智慧路燈設備。

背景技術：

1、智慧路燈系統不僅集成了智能照明模塊，還匯聚了信息發布、信息采集、信息傳輸與控制、應急電源等核心功能。借助配備的戶外led顯示屏、高清攝像頭、無線wifi及充電樁，該系統可實現照明、監控、環境監測、充電、上網等多重應用。這些多元化的應用使其在節能、環保、事故預警、公共安全及全民出行等領域具有廣泛的應用前景，展現出極高的實際應用價值。它不僅能夠全面提升和改善社會效益，更能作為智慧城市的感知端，推動城市物聯網的全覆蓋，為智慧城市的建設與發展提供有力支撐。（1）智能照明。智慧路燈采用ac85~264?v寬電壓輸入范圍和模塊化結構設計，選擇合適的燈具及功率。（2）信息發布。智慧路燈系統安裝led顯示屏，作為信息發布的平臺，包括車輛人員密集程度、天氣狀況、環境信息、公益廣告等內容，同時安裝圖片、文字、視頻轉換裝置，根據發布內容切換各種模式，滿足多場景使用要求。（3）信息采集——傳感器。智慧路燈系統安裝帶有環境監測功能的設備，對大氣污染、噪聲、風速等進行監測。除此之外還可根據城市的具體需求安裝特定的環境監測設備。所有信息同時上報監控中心進行數據處理并匯總到相關部門進行下一步處理。（4）信息采集——監控。智慧路燈系統安裝交通監控設備，將實時交通情況、車輛人員密集程度、違法停車等進行監控并傳輸至控制中心。監控中心根據上傳的畫面進行處理分析，發現擁堵、安全等問題，但是，目前的智慧路燈還存在以下不足：

2、現有的智慧路燈并未采用與移動充電設備結合的方式進行模塊化擴展，而隨著智能手機等移動設備的普及，人們對移動充電的需求日益增長。共享移動充電設備作為一種便捷的移動充電解決方案，受到了廣泛關注，現有的共享移動充電設備大多布置在大型商場或超市，手機應急充電的用戶需要前往相應地點進行借取或歸還，這給共享移動充電設備的借取和歸還造成了不便。并且目前機柜都是固定式的，運營商需要根據以往的經驗判斷哪些地方的共享移動充電設備使用需求最大，然后，將機柜投放在預定區域，等待客戶使用。但是，不同時間段內客流分布不均，導致有些機柜可能在上午利用率高，在下午利用率低，全天利用率不高。

技術實現思路

1、針對上述現有技術的不足，本技術提供應用于智慧燈桿的電氣艙智能分配方法及智慧路燈設備。

2、第一方面本技術提出了應用于智慧燈桿的電氣艙智能分配方法，如圖1所示，包括以下步驟：

3、獲取各個區域的智慧燈桿的電氣艙內移動充電設備存儲余量；

4、根據任一區域中的至少一個用戶端發送的設備借用請求分析在預設時間段內接收到的設備借用請求數量；

5、判斷區域中的所述移動充電設備存儲余量與所述設備借用請求數量的差值是否為正整數，若是則判定該區域為供應區域，若否則判定該區域為待調度區域；

6、根據所述待調度區域的智慧燈桿點位、點位所對應的智慧燈桿的電氣艙空倉數量和供應區域的智慧燈桿點位構建智能分配方案；

7、根據所述智能分配方案，向供應區域發送調度指令，所述調度指令用于指示調度員將供應區域的電氣艙分配到待調度區域進行補充。

8、在一些實施例中，所述根據任一區域中的至少一個用戶端發送的設備借用請求計算在預設時間段內接收到的設備借用請求數量，包括：

9、獲取設備借用請求對應的區域視頻數據；

10、根據區域視頻數據，確定人群密度和人群位置；

11、根據人群密度和人群位置，確定區域人流熱力圖；

12、根據區域人流熱力圖，確定設備借用請求數量；

13、根據區域人流熱力圖中各個智慧燈桿點位的熱力值，從大到小進行排序，熱力值表征當前智慧燈桿點位的人群密度；

14、根據排序和預設的人群需求表，確定各智慧燈桿點位的移動充電設備需求量，人群需求表包括不同名次對應的設備借用請求數量。

15、在一些實施例中，所述根據所述待調度區域的智慧燈桿點位、點位所對應的智慧燈桿的電氣艙空倉數量和供應區域的智慧燈桿點位構建智能分配方案，包括：

16、根據待調度區域的智慧燈桿點位、供應區域的智慧燈桿點位結合人工勢場法建立移動充電設備調度模型，所述移動充電設備調度模型包括建立對數引力勢場函數：

17、

18、其中，表示為產生引力勢場的質點所在的坐標，即待調度區域的智慧燈桿點位，x表示受到勢場引力的虛擬質量所在的坐標，即供應區域的智慧燈桿點位，表示待調度區域的智慧燈桿點位產生的對數人工引力勢場強度，?為對數人工引力勢場比例系數，表示到x的距離的絕對值；

19、對所述對數引力勢場函數求負梯度，得到引力勢場中虛擬質量在x處受到的位于處質點產生的引力場的引力為：

20、

21、對引力求絕對值，得到位置處的虛擬質量受到處的引力場質點的引力絕對值為：

22、

23、在一些實施例中，所述移動充電設備調度模型還包括計算待調度區域的智慧燈桿點位、供應區域的智慧燈桿點位產生的首選補倉點位的對數引力勢場；

24、設待調度區域的第j個智慧燈桿點位為首選補倉點位，則在x處產生的對數人工引力勢場為：

25、

26、其中，x為受到對數勢場引力的供應區域的任一智慧燈桿點位所在的坐標，為產生引力勢場的待調度區域的智慧燈桿點位所在的坐標，為第j個待調度區域的智慧燈桿點位在x處產生的引力場強度，為到的距離的絕對值；是引力場系數，為第j個智慧燈桿點位的空艙影響因子，是該充電架空艙數量+1的以10為底的對數，如果空艙數為0，的計算結果為0；如果空艙數為9，的計算結果為1，表達式如下：

27、

28、其中，slots_j為第j個待調度區域的智慧燈桿點位上的空艙數；

29、對引力勢場函數求負梯度，則得到x位置處的供應區域的任一智慧燈桿點位受到處的待調度區域的智慧燈桿點位的引力為：

30、

31、其中，為位于x處的供應區域的任一智慧燈桿點位受到位于的待調度區域的智慧燈桿點位的引力，為到x的距離向量，為到的距離的絕對值，各智慧燈桿點位的引力由距離及待調度區域的智慧燈桿點位的空艙數量決定；

32、對引力求絕對值，得到x位置處的供應區域的智慧燈桿點位受到處的待調度區域的智慧燈桿點位的引力絕對值為：

33、

34、其中，是供應區域的任一智慧燈桿點位受到的第j個待調度區域的智慧燈桿點位的引力絕對值。

35、在一些實施例中，所述移動充電設備調度模型還包括計算待調度區域的智慧燈桿點位、供應區域的智慧燈桿點位產生的次選補倉點位的對數引力勢場；

36、當所述首選補倉點位中的空艙被歸還后占用而導致調度失敗時，需進行補倉點位的二次選擇，此時計算待調度區域的智慧燈桿點位、供應區域的智慧燈桿點位產生的次選補倉點位的對數引力勢場；

37、設待調度區域的第i個智慧燈桿點位為次選補倉點位，則在x處產生的對數人工引力勢場為：

38、

39、其中，x為受到對數勢場引力的供應區域的任一智慧燈桿點位所在的坐標，為產生引力勢場的待調度區域的智慧燈桿點位所在的坐標，為第i個待調度區域的智慧燈桿點位在x處產生的引力場強度，為到x的距離的絕對值；是引力場系數，為第i個智慧燈桿點位的空艙影響因子，是該充電架空艙數量+1的以10為底的對數，如果空艙數為0，的計算結果為0；如果空艙數為9，的計算結果為1，表達式如下：

40、

41、其中，slots_i為第i個待調度區域的智慧燈桿點位上的空艙數；

42、對引力勢場函數求負梯度，則得到x位置處的供應區域的任一智慧燈桿點位受到處的待調度區域的智慧燈桿點位的引力為：

43、

44、其中，為位于x處的供應區域的任一智慧燈桿點位受到位于的待調度區域的智慧燈桿點位的引力，為到x的距離向量，為到x的距離的絕對值，各智慧燈桿點位的引力由距離及待調度區域的智慧燈桿點位的空艙數量決定；

45、對引力求絕對值，得到x位置處的供應區域的智慧燈桿點位受到處的待調度區域的智慧燈桿點位的引力絕對值為：

46、

47、其中，是供應區域的任一智慧燈桿點位受到的第i個待調度區域的智慧燈桿點位的引力絕對值。

48、在一些實施例中，所述根據所述智能分配方案，向供應區域發送調度指令，所述調度指令用于指示調度員將供應區域的電氣艙分配到待調度區域進行補充，包括：

49、對所述首選補倉點位和次選補倉點位的兩個對數引力的絕對值求和，通過循環計算，選取引力絕對值之和最大的站點作為調度的最優站點；

50、

51、其中，為待調度區域的第j個智慧燈桿點位與供應區域的任一智慧燈桿點位之間的引力系數，待調度區域的第i個智慧燈桿點位與供應區域的任一智慧燈桿點位之間的引力系數；

52、根據所述最優站點，向供應區域發送調度指令，所述調度指令用于指示調度員將供應區域的電氣艙分配到待調度區域進行補充。

53、第二方面本技術提出了一種應用于如上述所述電氣艙智能分配方法的智慧路燈設備，包括智慧燈桿底座主體1，所述智慧燈桿底座主體1上設置有充電區域，所述充電區域內設置有移動充電設備外接艙2和磁吸無線充電組件3，所述移動充電設備外接艙2包括充電主艙21和充電備用艙22，所述充電主艙21和充電備用艙22通過滑槽卡接的方式相連，所述充電主艙21的底部設置有供電凹槽211，所述供電凹槽211上設置有主艙電源信號連接觸點212，所述充電備用的艙頂部設置有與所述供電凹槽211對應卡接的供電凸塊221，所述供電凹槽211上設置有對應的副艙電源信號連接觸點222，當副艙卡入主艙滑槽時，觸點接通，副艙內移動充電設備供電后正常借用，同時通過電源信號連接觸點進行控制，所述智慧燈桿底座主體1內部設置有多模供電設備，所述多模供電設備與所述移動充電設備外接艙2和磁吸無線充電組件3電氣連接，磁吸無線充電組件3用于吸附固定置于其表面的被充電設備。

54、在一些實施例中，還包括電源優先級選擇控制器、太陽能電池組件、太陽能電池狀況采集傳感器、電壓補償控制器、蓄電池控制器、蓄電池組、閉環電流控制器、多合一傳感器，所述電源優先級選擇控制器與太陽能電池狀況采集傳感器、太陽能電池組件和電網相連接；所述太陽能電池組件和太陽能電池狀況采集傳感器相連接；所述移動充電設備多模供電設備與太陽能電池組件和電網相連接；所述電壓補償控制器與蓄電池控制器相連接；所述蓄電池控制器與蓄電池組相連接；所述蓄電池組與閉環電流控制器相連接；所述閉環電流控制器與多合一傳感器相連接；多合一傳感器與對應的移動充電設備相連接，并將多合一傳感器搜集到的信息反饋給前級使用，控制移動充電設備的充電方式。

55、第三方面本技術提出一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并且可以在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如上述方法的步驟。

56、第四方面本技術提出一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上述方法的步驟。

57、本發明的有益效果：

58、1、結合供應區域的智慧路燈的分布位置與待調度區域智慧路燈的距離、智慧路燈內的充電艙空艙情況，采用對數人工勢場進行調度點位選擇，優選出需求量最大的智慧路燈點位，提高各個點位充電設備的利用率。

59、2、在考慮城市智慧燈桿供電設備多元化的特點，將不同電壓等級的設備進行整合，考慮智慧燈桿場景化可運營點，將共享移動充電設備按使用環境進行整體設計，考慮手機充電使用的特點與市民出行情況相結合，將移動充電設備靈活便捷的借用方式與市政設備相互結合，為市民出行在繼續手機充電的情況下，提供便捷多種充電方式可選的城市服務基礎設施。