CN105889882A - 一种道路路灯控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种道路路灯控制方法，它可以根据夜间行人及车流量状况，调整道路路灯亮度，解决常规全亮开启路灯的能源浪费问题。本发明由行人或车辆、行人或车辆定位跟踪探测单元、LED路灯、路灯驱动单元、路灯控制单元、信息传递单元和路灯亮暗控制单元组成，在夜间能够根据行人、非机动车和机动车的流量状况实时控制道路上路灯的亮暗及亮暗程度，从而既实现行人和车辆行驶安全，又节约路灯用电。

Description

一种道路路灯控制方法
技术领域
本发明涉及道路路灯控制领域，特别涉及一种道路路灯控制方法。
背景技术
目前，城市道路在夜间总有道路使用率低的情况，尤其在深夜至凌晨时间段内。在这些道路上若是所有路灯在整个夜间时间段内都开启亮着，则会导致能源的浪费、利用率不高，需要为此发电的发电站造成的污染也不能忽视；若是根据时段，仅开启部分路灯甚至完全不开启，则若是有车辆或行人经过，会严重影响行人的行走和车辆的行车安全。目前，在确保夜间行车、行人安全的前提下，仍要设法实现节能减排。在此情况下，我们迫切需要一种能够根据行人经过和车流量动态控制道路路灯开启和关闭、并进行亮度控制的路灯控制系统。
我国城市发展迅速，在未来的几年内，各大中城市及它们的卫星城需要安装大量路灯，而路灯的用电，既会带来一定的财政压力，为此发电的发电站也会对本身环境压力。因此，我们需要对道路路灯的开启和关闭、以及亮度状况进行动态控制，从而在夜间道路使用率较低时，在确保道路安全的情况下尽可能地节能。目前，有一些简单的控制方案，如它们在深夜至凌晨的时段关闭低流量路段上的所有路灯，或根据太阳日落和日出时间，或根据光电器件探测到的环境亮度状况，来控制所有路灯的亮暗情况。这些方案比让所有路灯整个夜晚都点亮要省电20-40％，且能够有效地延长那些路段使用的路灯的使用寿命，但无法保证夜晚道路安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种道路路灯控制方法，解决了常规全亮开启路灯的能源浪费问题，在夜间能够根据行人、非机动车和机动车的流量状况实时控制道路上路灯的亮暗及亮暗程度，从而既实现行人和车辆行驶安全，又节约路灯用电。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提出了一种道路路灯控制方法，包括定位跟踪探测单元、LED路灯、路灯控制单元、路灯亮暗控制单元、信息传递单元和路灯驱动单元；路灯控制单元装有定位跟踪接收器，定位跟踪接收器探测到定位跟踪探测单元的位置、移动方向、速度后，路灯亮暗控制单元通过路灯控制单元、信息传递单元、路灯驱动单元，控制LED路灯的亮暗及亮暗程度，其特征在于，该方法步骤如下：判断灯亮条件，若定位跟踪接收器或相邻定位跟踪接收器，探测到定位跟踪探测单元则执行亮灯，否则执行关灯，继续判断灯亮条件；控制灯亮时间，若定位跟踪接收器或相邻定位跟踪接收器，探测不到定位跟踪探测单元则执行延时关灯。
可选的，定位跟踪探测单元包括行人或车辆上的定位跟踪探测单元由带在人身上或车辆上的GPS或北斗传感器，定位跟踪接收器能够探测到其附近15米范围内的定位跟踪探测单元的位置、移动方向、速度，根据速度、位移分辨是行人、非机动车辆、机动车辆，并不被其他移动物体所触动引起误判。
可选的，定位跟踪接收器以探测到的移动模式的区别依据是按移动速度来区分，速度大于15km/小时为车辆模式；速度小于等于15km/小时为行人模式。
可选的，的路灯控制单元将来自安装于路灯上的定位跟踪接收器得到的信息通过信息传递电路传递至附近的几个路灯，并探测到附近路灯的控制单元上的路灯亮暗信息；
可选的，路灯亮暗控制程序根据自身所在定位跟踪接收器和附近路灯的获得的路灯亮暗信息，来确定当前及附近路灯的亮暗状况，并送出当前及附近路灯亮暗的控制信息，从而驱动当前及附近路灯的亮暗及亮暗程度；
可选的，定位跟踪器探测到行人模式的移动物体时，当前路灯亮暗控制程序通过路灯控制单元、路灯驱动单元，使当前LED路灯全亮；
可选的，定位跟踪器探测到行人模式，如没探测到移动物体，而探测到后向或前向邻近定位跟踪器探测到移动物体时，则当前路灯全亮；如没探测到后向邻近定位跟踪器探测到移动物体时，而探测到后向邻近第n定位跟踪器探测到移动物体时，则当前路灯亮度按该第n定位跟踪器对应的邻近路灯亮度的(100-(n-1)q)％来亮，q为15-25之间。
可选的，定位跟踪器探测到车辆模式的移动物体时，当前路灯亮暗控制程序通过路灯控制单元、路灯驱动单元，使当前LED路灯全亮；
可选的，定位跟踪器如没探测到移动物体，而探测到后向或前向邻近定位跟踪器探测到移动物体时，则当前路灯全亮；如没探测到后向邻近定位跟踪器探测到移动物体时，而探测到后向邻近第m(m小于等于3)定位跟踪器探测到移动物体时，则当前路灯全亮，否则当前路灯不亮。
可选的，定位跟踪器如均未探测到任何移动物体，则当前路灯在延时时间t后不亮；t取30秒到3分之间；LED路灯及驱动单元从接受控制信号到路灯点亮的响应速度优于0.001秒，以使在迅速调节路灯灯光亮度所导致的移动物体的移动距离小于5cm。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
可以根据夜间行人及车流量状况，调整道路路灯亮度，解决常规全亮开启路灯的能源浪费问题。本发明由行人或车辆、行人或车辆定位跟踪探测单元、LED路灯、灯杆、路灯驱动单元、路灯控制单元、信息传递单元和路灯亮暗控制程序组成，在夜间能够根据行人、非机动车和机动车的流量状况实时控制道路上路灯的亮暗及亮暗程度，从而既实现行人和车辆行驶安全，又节约路灯用电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种路灯控制方法结构示意图
图中1.定位跟踪探测单元，2.LED路灯，3.路灯控制单元，4.定位跟踪接收器，5.路灯亮暗控制单元，6.信息传递单元，7.路灯驱动单元。
图2为本发明一种路灯控制方法的总程序流程图
图3为本发明一种路灯控制方法的探测行人路灯状况的示意图
图4为本发明一种路灯控制方法的亮灯程序示意图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种路灯控制方法，根据夜间行人及车流量状况，调整道路路灯亮度，解决了常规全亮开启路灯的能源浪费问题。在夜间能够根据行人、非机动车和机动车的流量状况实时控制道路上路灯的亮暗及亮暗程度，从而既实现行人和车辆行驶安全，又节约路灯用电。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明的一种路灯控制方法包括定位跟踪探测单元1、LED路灯2、路灯控制单元3、路灯亮暗控制单元5、信息传递单元6和路灯驱动单元7；路灯控制单元3装有的定位跟踪接收器4，定位跟踪接收器4探测到定位跟踪探测单元1的位置、移动方向、速度后，路灯亮暗控制单元5通过路灯驱动单元7、路灯控制单元3、信息传递单元6，控制LED路灯2的亮暗及亮暗程度它能够根据来自所在路灯的位移探测器和邻近路灯位移探测器送来的信息，动态控制路灯的亮暗开关。
控制路灯的开关，不代表当探测器探测到行人或者车辆时，探测器所在的路灯点亮即可。对经过的行人和车辆来说，一般需要多盏路灯点亮才可使得安全性较为充足。在道路上，两个路灯之间的距离一般是30米。行人经过时，行人前方足够数量的路灯点亮不但能有效帮助行人夜晚的行走安全，路灯柔和的、更长距离灯光亮度递减也能给行人安全感。行人的行走速度为3-15km/h不等(考虑普通行走和夜跑行人)，速度相对较慢，视距较近，一般前方少量的路灯点亮即可满足行人对行走安全和安全感的需求。
而车辆司机对道路灯光的要求则有所不同。汽车的最高时速，一般以国内高架道路的限速，80km/h计算(目前，在国内，限速更高的高速公路因路灯维护困难，尚没有安装路灯)；本发明不考虑严重超速、严重违法的车辆状况。车辆快速经过时，前方需要有足够的路灯点亮，才能确保在车辆快速前进时，车辆前方一直有充足的灯光。本发明中的局部控制系统程序会根据权利要求2中的探测器探测到的是行人还是车辆来控制所在路灯的开关状态。程序流程相似，流程图如图2所示。
该流程图中，最重要的是三个环节。首先是判断灯亮条件。图中，灯亮条件包括两个部分，若控制程序所在的当前探测器探测到行人或车辆，或是从邻近探测器收到探测器的行人或车辆的信号，均会使灯亮条件满足。当灯亮条件满足时，该程序就执行下一步：执行灯亮程序；该状态会持续到行人或车辆离开，或是邻近的其他探测器发出行人或车辆进入或离开范围的信号。这在图中表示为“信号改变”，在这些情况下，程序将重新判断灯亮条件。
执行灯亮程序步骤也包括两个部分：开启路灯使其点亮，以及根据自身所在或邻近探测器的信号来调节路灯的亮度。
若探测器探测到行人经过，并根据权利要求3的速度探测器探测到行人的行进方向后，探测器将行人探测到和行人方向通过传递电路传递到控制程序后，控制程序控制探测器所在的路灯和行人前后各一盏路灯点亮。对行人而言，更远处的路灯不需要完全点亮，从行人前方第二盏路灯开始，它们的亮度将遵循每盏q％递减的原则，即前方第二盏仅有(1-q)％亮度，第三盏(1-2q)％亮度，以此类推。如图3所示。
在图3中，左起第二盏路灯下的探测器探测到了行人，故该路灯和前后两盏路灯皆点亮为100％亮度，而第三盏路灯开始则有递减。若速度探测器无法判断行人的前进方向，则两个方向都是前方第二盏路灯开始每盏q％递减。根据此规则，如q＝25，则行人前方第五盏路灯的亮度已递减为0，即从第五盏开始的路灯不需要点亮。
若探测器探测到车辆经过时，则让车辆前方的3盏路灯和车辆后方的1盏路灯(即便后方没有来车，也可使得车辆通过后视镜观察时后方更加明亮，具有安全感)点亮。车辆前方的第四盏及此后的路灯不需要点亮。
在执行灯亮程序时，程序服从信号的优先级中，首先是自身所在路灯的探测器，其次是邻近3盏路灯中探测到车辆的探测器，最后是邻近4盏路灯中探测到行人的探测器。灯亮程序的流程图如图4所示。：
当自身所在路灯下的探测器或邻近路灯下的探测器发出有行人、车辆进入或离开的信号，如图2所示的总程序就会重新检验灯亮条件，若符合灯亮条件，则会启动灯亮程序，并按图3的流程图来点亮路灯或调解路灯的亮度。灯亮程序本身不会触发自身运行，以避免进入死循环。
若一盏路灯的控制程序在路灯亮着的情况下接收到灯亮条件不满足的信号，则进入程序的第三个环节：延迟灭灯。该环节较为简单。每次当行人离开探测器触发信号时，探测器会对其进行记录并保持30秒。若程序在延迟灭灯的环节开始时检验到该记录，则程序将持续30秒，若在30秒内没有灯亮条件变化(即30秒内灯亮条件一直不满足)，则将路灯熄灭；如果没有该记录，即最近通过的所有物体均为车辆，则该程序仅持续10秒，10秒之内若灯亮条件一直不满足就将路灯熄灭。程序如此设计的原因是车辆离开较快，不需要灯延迟亮很长时间，而行人速度较慢，所需的延迟时间较长。若是车辆和行人同时在道路上，应当确保行人也能够享受到足够的道路照明。
临近十字路口的路灯上安装探测器而实施全亮控制程序。十字路口的交通情况较为复杂，较容易发生事故，因此，这些路灯在晚间需要全程100％亮度点亮。但是，邻近的路灯仍需要十字路口路灯下的探测器发来的信号来实施离开十字路口的路灯亮暗控制。
最后，根据所在地的纬度和日期，该程序在下午17至晚上19点时，随着路灯的开启而启动，并持续运行到次日早晨5-7点时，应当关闭所有路灯时将所有路灯关闭，并终止程序。
根据计算机模拟，本发明在流量较少的道路上(每日车流量1500辆以下)，比路灯全亮条件下可以达75％以上的节能效率，而在流量较大的道路上(每日车流量6000-8000辆)，比路灯全亮条件下也可以达到40％-50％的节能效率。与此同时，本发明在模拟时，能够完全满足路上车辆和行人对灯光的需求，达到根据实际路况动态控制路灯的开关状况，在满足夜间行人和车辆需求的情况下节能的目的。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种道路路灯控制方法，包括定位跟踪探测单元、LED路灯、路灯控制单元、路灯亮暗控制单元、信息传递单元和路灯驱动单元；所述路灯控制单元装有定位跟踪接收器，所述定位跟踪接收器探测到所述定位跟踪探测单元的位置、移动方向、速度后，所述路灯亮暗控制单元通过所述路灯控制单元、所述信息传递单元、所述路灯驱动单元，控制所述LED路灯的亮暗及亮暗程度，其特征在于，该方法步骤如下：判断灯亮条件，若所述定位跟踪接收器或相邻定位跟踪接收器，探测到定位跟踪探测单元则执行亮灯，否则执行关灯，继续判断灯亮条件；控制灯亮时间，若所述定位跟踪接收器或相邻定位跟踪接收器，探测不到定位跟踪探测单元则执行延时关灯。
2.根据权利要求1所述的一种道路路灯控制方法，其特征在于，所述定位跟踪探测单元包括行人或车辆上的定位跟踪探测单元由带在人身上或车辆上的GPS或北斗传感器，所述定位跟踪接收器能够探测到其附近15米范围内的所述定位跟踪探测单元的位置、移动方向、速度，根据速度、位移分辨是行人、非机动车辆、机动车辆，并不被其他移动物体所触动引起误判。
3.根据权利要求1所述的一种道路路灯控制方法，其特征在于，所述定位跟踪接收器以探测到的移动模式的区别依据是按移动速度来区分，速度大于15km/小时为车辆模式；速度小于等于15km/小时为行人模式。
4.根据权利要求1所述的一种道路路灯控制方法，其特征在于，所述的路灯控制单元将来自安装于路灯上的所述定位跟踪接收器得到的信息通过所述信息传递电路传递至附近的几个路灯，并探测到附近路灯的所述控制单元上的路灯亮暗信息。
5.根据权利要求1所述的一种道路路灯控制方法，其特征在于，所述路灯亮暗控制程序根据自身所在所述定位跟踪接收器和附近路灯的获得的路灯亮暗信息，来确定当前及附近路灯的亮暗状况，并送出当前及附近路灯亮暗的控制信息，从而驱动当前及附近路灯的亮暗及亮暗程度。
6.根据权利要求2、3所述的一种道路路灯控制方法，其特征在于，所述定位跟踪器探测到行人模式的移动物体时，当前路灯亮暗控制程序通过路灯控制单元、路灯驱动单元，使当前LED路灯全亮。
7.根据权利要求6所述的一种道路路灯控制方法，其特征在于，所述定位跟踪器探测到行人模式，如没探测到移动物体，而探测到后向或前向邻近定位跟踪器探测到移动物体时，则当前路灯全亮；如没探测到后向邻近定位跟踪器探测到移动物体时，而探测到后向邻近第n定位跟踪器探测到移动物体时，则当前路灯亮度按该第n定位跟踪器对应的邻近路灯亮度的(100-(n-1)q)％来亮，q为15-25之间。
8.根据权利要求2、3所述的一种道路路灯控制方法，其特征在于，所述定位跟踪器探测到车辆模式的移动物体时，当前路灯亮暗控制程序通过路灯控制单元、路灯驱动单元，使当前LED路灯全亮。
9.根据权利要求8所述的一种道路路灯控制方法，其特征在于，所述定位跟踪器如没探测到移动物体，而探测到后向或前向邻近定位跟踪器探测到移动物体时，则当前路灯全亮；如没探测到后向邻近定位跟踪器探测到移动物体时，而探测到后向邻近第m，定位跟踪器探测到移动物体时，则当前路灯全亮，否则当前路灯不亮，m小于等于3。
10.根据权利要求9所述的所述的一种道路路灯控制方法，其特征在于，所述定位跟踪器如均未探测到任何移动物体，则当前路灯在延时时间t后不亮；t取30秒到3分之间；所述的LED路灯及驱动单元从接受控制信号到路灯点亮的响应速度优于0.001秒，以使在迅速调节路灯灯光亮度所导致的移动物体的移动距离小于5cm。
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Denomination of invention: A road lamp control method

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