一种面向智慧灯杆的多源信号集成控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种面向智慧灯杆的多源信号集成控制方法，包括以下步骤，S1：对各功能模块在信号集成模块的电路板中建立部署模型；S2：通过任务优先级、物理层的编码状态信息建立网络效用最大化资源管理优化模型；S3：基于S1与S2建立智慧灯杆的多源信号集成控制优化模型；S4：扩充量子遗传算法对集成控制优化模型进行优化求解。本发明专利技术有助量子理论赋予了遗传算法更广泛的表示能力，更快的收敛，更好地避免了算法早熟，同时有助于减少信号集成模块的电路板的体积，提高各种控制模块的集成度，增加智慧灯杆的功能，提升网络系统资源的利用率，减少系统能量消耗。少系统能量消耗。少系统能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种面向智慧灯杆的多源信号集成控制方法及装置


[0001]本专利技术属于新一代电子信息领域，尤其涉及多功能智慧灯杆的信号集成控制方法。

技术介绍

[0002][0003]随着城市化水平的不断提高，城市发展建设速度加快，作为城市分布最为广泛的道路基础设施之一，路灯工程的建设影响城市的发展速度和质量。路灯的创新性发展，是其自身顺应城市化发展的必然要求，也是推动城市智慧化建设的需要。推动路灯创新，并与科技相结合，以高效节能、智慧化管理，推动智慧城市发展。
[0004]伴随智慧城市、智慧路灯高速发展的同时，智慧城市对具备控制物联基础设施的多源控制器的需求也越来越大，基于此背景，我们研制多源信号控制器装置，以达到集通信、照明、广播、监测、信号灯、多媒体交互于一体的多功能城市智慧设施多源信号处理器；提出面向智慧灯杆的多源信号集成控制方法将促进新基建与城市更新实体空间的融合，将城市的数字化和数字化的城市的有机结合；将快速孕育经济发展新动能，对传统经济体系进行全方位、全角度、全链条改造重构，并不断催生新产业、新业态、新模式；将营造民生服务新体验，带来生活领域的革命性变革；将带动社会治理新模式，激发共治共享的平台。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，分别从智能照明模块、视频采集模块、移动通信模块、道路交通标志模块、道路交通信号灯模块、信息发布屏模块、多媒体交互屏模块、公共广播模块、一键呼叫模块、环境监测模块在信号集成模块中的部署、网络信号资源管理、面向业务的服务功能链构建的角度，提出了一种面向智慧灯杆的多源信号集成控制方法。本方法有助于减少信号集成模块的电路板的体积，提高各种控制模块的集成度，增加智慧灯杆的功能，提升网络系统资源的利用率，减少系统能量消耗。
[0006]本专利技术提供一种面向智慧灯杆的多源信号集成控制方法，包括以下步骤，
[0007]S1：对各功能模块在信号集成模块的电路板中建立部署模型；
[0008]S2：通过任务优先级、物理层的编码状态信息建立网络效用最大化资源管理优化模型；
[0009]S3：基于S1与S2建立智慧灯杆的多源信号集成控制优化模型；
[0010]S4：扩充量子遗传算法对集成控制优化模型进行优化求解。
[0011]进一步的，所述步骤S1包括，
[0012]S101：给定智慧灯杆横截面的半径R,及信号集成模块的长L，宽W，信号集成模块电路板宽的约束条件为：
[0013]W≤2R
ꢀꢀꢀ
(1)
[0014]以智慧灯杆横截面的直径所在的面为水平面，以信号集成模块电路板的长L，宽W
中心为圆点，长L为纵坐标，宽W横坐标，垂直水平面的方向为空间坐标建议三维坐标系；
[0015]S102：令符号S＝{s1,s2,...}表示为智能照明模块、视频采集模块、移动通信模块、道路交通标志模块、道路交通信号灯模块、信息发布屏模块、多媒体交互屏模块、公共广播模块、一键呼叫模块、环境监测模块的集合，w为模块 s的宽度，l为模块s的长度，g为模块s的高度，n为模块的数量，令坐标点 (x,y,z)为模块s最靠近圆点的顶点，则模块s部署位置坐标高度g， S＝{(s
w,l,g
)1,(s
w,l,g
)2,L,(s
w,l,g
)
n
}约束条件为：
[0016][0017]模块s部署位置的坐标长度l约束为：
[0018]|s
y
|+s
l
≤L
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0019]模块s部署位置的坐标宽度w约束为：
[0020]|s
x
|+s
w
≤W≤R
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0021]信号集成模块电路板的面积与n个模块的面积约束条件为：
[0022][0023]功能模块s
i
与功能模块s
j
不可重叠约束为：
[0024][0025]其中s
i
(x,x+w)表示模块s
i
所占的横坐标，s
i
(y,y+l)表示模块s
i
所占的纵坐标，∩表示交集，表示空集，i，j分别表示功能模块s的标号；
[0026]S103：采用各个功能模块的协调能力来定制功能模块的重要性；令E(s
i
,s
j
,t) 为功能模块s
i
与功能模块s
j
在t时刻的关联情况，若存在关联则取值主“1”，否则为“0”；协调能力C的衡量借鉴概率论中离差系数的思想，采用离差系数与曼哈顿距离的乘积进行描述，其计算公式为：
[0027][0028]S104：信号集成模块的设计目标是电路板面积越少越好，同时各个相关的功能模块越聚集越好，目标函数为：
[0029][0030]进一步的，所述步骤S2包括，
[0031]S201：设智慧灯杆信号集成模块的计算、存储、通信资源总数为Re，功能模块s
i
在t时刻资源请求为q
i
，分配到的资源为t
i
，用户的效用函数U(t
i
)与功能模块部署的位置有关，表示为：
[0032][0033]其中A，B，D，F的取值由业务的QoS需求决定，取值为自然数，F表示优先级，d参数是效用函数的拐点；
[0034]S202：根据业务优先级和电流干扰状态需要对资源分配进行修正；用F
i
表示i的业务优先级，F
max
表示用户业务的最大优先级，Γ
i
表示用户i所在位置的调制阶数，r
i
表示用户i所在位置的模块的编码速率；max(Γ
i
r
i
)表示电流干扰的最大值；α，β分别表示业务优先级和电流干扰对效用函数影响的权值，则用户i对统一效用函数的修正因子p
i
表示为：
[0035][0036]S203：网络效用最大化模型为：
[0037][0038]S204：资源的约束条件为
[0039][0040]进一步的，所述步骤S3包括，
[0041]S3：智慧灯杆的多源信号集成控制优化模型为：
[0042]obj(8,11)
[0043]s.t.(1
‑
6,11
‑
12)。
[0044]进一步的，所述步骤S4包括，
[0045]S401：引入量子计算理论，采用量子比特编码染色体，使遗传算法具有更强表示能力；
[0046]S402：引入量子旋转门，作用于量子染色体使其发生相互干涉，相位发生变化，从而改变概率幅分布；
[0047]S403：量子交叉，将交叉操作作用于量子位；
[0048]S404：量子变异，采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向智慧灯杆的多源信号集成控制方法，其特征在于，包括以下步骤，S1：对各功能模块在信号集成模块的电路板中建立部署模型；S2：通过任务优先级、物理层的编码状态信息建立网络效用最大化资源管理优化模型；S3：基于S1与S2建立智慧灯杆的多源信号集成控制优化模型；S4：扩充量子遗传算法对集成控制优化模型进行优化求解。2.如权利要求1所述的一种面向智慧灯杆的多源信号集成控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括，S101：给定智慧灯杆横截面的半径R,及信号集成模块的长L，宽W，信号集成模块电路板宽的约束条件为：W≤2R
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)以智慧灯杆横截面的直径所在的面为水平面，以信号集成模块电路板的长L，宽W中心为圆点，长L为纵坐标，宽W横坐标，垂直水平面的方向为空间坐标建议三维坐标系；S102：令符号S＝{s1,s2,...}表示为智能照明模块、视频采集模块、移动通信模块、道路交通标志模块、道路交通信号灯模块、信息发布屏模块、多媒体交互屏模块、公共广播模块、一键呼叫模块、环境监测模块的集合，w为模块s的宽度，l为模块s的长度，g为模块s的高度，n为模块的数量，令坐标点(x,y,z)为模块s最靠近圆点的顶点，则模块s部署位置坐标高度g，S＝{(s
w,l,g
)1,(s
w,l,g
)2,L,(s
w,l,g
)
n
}约束条件为：模块s部署位置的坐标长度l约束为：|s
y
|+s
l
≤L
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(3)模块s部署位置的坐标宽度w约束为：|s
x
|+s
w
≤W≤R
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(4)信号集成模块电路板的面积与n个模块的面积约束条件为：功能模块s
i
与功能模块s
j
不可重叠约束为：其中s
i
(x,x+w)表示模块s
i
所占的横坐标，s
i
(y,y+l)表示模块s
i
所占的纵坐标，∩表示交集，表示空集，i，j分别表示功能模块s的标号；S103：采用各个功能模块的协调能力来定制功能模块的重要性；令E(s
i
,s
j
,t)为功能模块s
i
与功能模块s
j
在t时刻的关联情况，若存在关联则取值主“1”，否则为“0”；协调能力C的衡量借鉴概率论中离差系数的思想，采用离差系数与曼哈顿距离的乘积进行描述，其计算公式为：
S104：信号集成模块的设计目标是电路板面积越少越好，同时各个相关的功能模块越聚集越好，目标函数为：3.如权利要求1所述的一种面向智慧灯杆的多源信号集成控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括，S201：设智慧灯杆信号集成模块的计算、存储、通信资源总数为Re，功能模块s
i
在t时刻资源请求为q
i
，分配到的资源为t
i
，用户的效用函数U(t
i
)与功能模块部署的位置有关，表示为：其中A，B，D，F的取值由业务的QoS需求决定，取值为自然数，F表示优先级，d参数是效用函数的拐点；S202：根据业务优...

【专利技术属性】
技术研发人员：万久地，潘纯洁，张前进，蒋波，
申请(专利权)人：中国铁塔股份有限公司重庆市分公司，
类型：发明
国别省市：