CN110798953A - 一种基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，包括设置在公路服务区内的至少一个智慧灯杆，所述智慧灯杆包括照明灯具、控制器和显示设备，所述照明灯具和所述显示设备均与所述控制器通信连接，所述系统还包括可变信息显示装置，所述可变信息显示装置设置在公路服务区入口上游的路侧，所述可变信息显示装置与所述控制器通信连接，所述控制器能够将关于公路服务区的服务能力信息显示到所述显示设备和/或所述可变信息显示装置上。通过本发明的系统，能够显著提升公路服务区的服务水平。

Description

一种基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统

技术领域

本发明属于公路交通工程设施领域，特别涉及一种基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统。

背景技术

公路服务区属于公路配套设施的一种，多应用于高速公路沿线，为驾乘人员提供临时休息、用餐、加油等服务，对于保证车辆行驶安全具有重要作用。近年来随着公路建设的快速发展，公路客、货运量持续上升，驾乘人员对服务区的需求从数量到质量均有了大幅提高，而服务区也逐渐成为公路产业链上新的经济增长点，以及周边区域发展旅游的窗口，对于拓展当地旅游资源的文化价值到了积极作用。

传统的公路服务区照明多采用高杆照明的形式，根据服务区占地面积的不等，采用数根二、三十米高的高杆照明，这些灯杆通常只在需要的时候开启提供简单的照明功能，但照明质量较差，无法提供个性化、功能化的照明方案。随着公路服务区的功能不断丰富、使用者对服务品质要求的不断提高，传统的照明方式已经不能满足服务区运营、发展的需求。

随着物联网、信息化技术的发展，集成有照明、视频监控、气象监测等功能的智慧灯杆在城市建设领域展现了良好的应用前景，但该产品在公路服务区中的应用还有待于进一步丰富和完善。

此外，常规的公路服务区照明系统在设计和应用方面均没有将照明环境的变化纳入考虑，尤其是没有考虑不同气温以及天气条件下色温、光谱对人体生理、心理的影响，导致服务区照明功能单一，无法满足人们对公路服务区内运输安全性和照明舒适性的要求。

综上所述，实有必要设计一种公路服务区室外照明系统，在提升公路服务区的照明水平、提供更加舒适安全照明的同时，提供更加丰富的附加功能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种公路服务区室外照明系统，解决现有公路服务区室外照明质量差、照明功能单一、附加服务薄弱等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，包括设置在公路服务区内的至少一个智慧灯杆，所述智慧灯杆包括照明灯具、控制器和显示设备，所述照明灯具和所述显示设备均与所述控制器通信连接，所述系统还包括可变信息显示装置，所述可变信息显示装置设置在公路服务区入口上游的路侧，所述可变信息显示装置与所述控制器通信连接，所述控制器能够将关于公路服务区的服务能力信息显示到所述显示设备和/或所述可变信息显示装置上。

优选地，所述系统还包括视频监视器和车辆检测器，所述视频监视器和所述车辆检测器均与所述控制器通信连接，所述视频监视器用于采集公路服务区停车场的图像，所述控制器通过将所述图像与停车场的原始图像进行比较确定空闲车位的位置、类型以及数量，所述车辆检测器设置在公路服务区的入口匝道处、用来检测进入公路服务区的车辆类型和数量，所述控制器基于所述车辆检测器提供的车辆类型和数量信息确定可供进入公路服务区的车辆停车的空闲车位，并将所述空闲车位的位置信息显示在所述可变信息显示装置和/或所述可变信息显示装置上。

优选地，所述车辆检测器包括视频车检器、线圈车检器、红外车检器、微波车检器中的一种或几种。

优选地，所述智慧灯杆上安装有照度传感器，所述照度传感器被安装在不受所述照明灯具照射的位置，用于检测公路服务区室外的环境照度，所述照度传感器与所述控制器通信连接，如果所述照度传感器检测到环境照度在第一时间长度内持续低于第一照度阈值，所述控制器控制所述照明灯具开启。

优选地，当所述照明灯具处于开启状态时，如果所述车辆检测器检测到有大型车辆或多辆小型客车驶入公路服务区时，所述控制器控制所述照明灯具提高输出的光通量。

优选地，所述智慧灯杆上安装有气象检测装置，所述气象检测装置与所述控制器通信连接，所述气象检测装置至少能够检测环境温度，所述照明灯具至少包括两种不同色温的光源，所述控制器能够通过控制所述光源的光通量输出比例来调节所述照明灯具发光的色温，当所述环境温度低于预先设定的温度阈值时，所述控制器控制所述照明灯具发出第一色温的光，当所述环境温度不低于预先设定的温度阈值时，所述控制器控制所述照明灯具发出第二色温的光，其中所述第一色温高于所述第二色温。

优选地，所述系统还包括通信接口单元，所述通信接口单元与所述控制器通信连接，用于采集所述服务能力信息并将其传送至所述控制器。

优选地，所述通信接口单元还用于采集下游相邻公路服务区的服务能力信息。

本发明利用公路沿线采集的交通流数据，结合服务区功能、实时信息等，通过安装于服务区的智慧灯杆，向驾乘人员提供出行、休息信息服务，以及更加人性化、更加高效的夜间服务区室外照明控制方案，深化挖掘服务区功能潜力，发挥窗口作用，提升公路服务水平。

本发明通过提供公路沿线已有的监测数据，则可以为驾乘人员提供更为高效、合理的服务区照明，以及出行信息服务和商业信息服务，实现公路使用者、运营管理单位的双赢，有利于公路整体运营管理水平的提高，提升公路服务水平，发挥服务区的窗口作用。

系统功能主要体现在以下方面：

一、根据服务区下游公路主线交通流状态(分车型车速、分车型交通量等)，结合服务区剩余停车位数量，在下游公路主线拥堵或预计拥堵的情况下，在服务区上游公路主线路段通过可变信息标志、定向广播等向未进入服务区的车辆提示进入服务区休息，缓解通行压力，发挥服务区调节主线交通量的作用。

二、根据服务区下游公路主线交通流状态(分车型车速、分车型交通量等)，在下游公路主线拥堵或预计拥堵的情况下，在服务区内通过智慧灯杆外挂的显示屏、广播等信息发布设施向服务区内驾乘人员提供下游路况及出行建议。

三、通过公路沿线的可变信息标志向驾乘人员发布控制器采集到的服务区剩余油量、空置房间数量、空闲餐位等信息，在高峰时段还可发布相邻服务区的相关信息，为驾乘人员提供参考。

四、通过智慧灯杆包含的监控摄像机和控制器采集服务区停车场图像并分析空闲车位位置，结合入口匝道位置智慧灯杆车辆检测器的车型识别结果，向服务区入口匝道位置的智慧灯杆显示屏发布信息，显示推荐的停车位置。

五、夜间情况下，服务区室外照明处于较低水平，在入口匝道位置智慧灯杆车辆检测器检测到有大型车辆或多辆小型客车驶入服务区时，控制器将提高停车场区域的智慧灯杆灯具光通量输出，在检测到有大型客车驶入服务区时，控制器还将提高落客点区域的智慧灯杆灯具光通量输出。

六、根据智慧灯杆温湿度传感器和气象传感器的监测结果，在夜间气温较高时，照明灯具调节为高色温发光模式，夜间气温较低时，照明灯具调节为低色温发光模式，雨、雪、雾、霾等恶劣天气条件下，照明灯具优先调节为低色温发光模式，从而提高服务区使用者的视认能力和舒适度。

七、人流量较小时，智慧灯杆显示屏可处于休眠状态，入口匝道位置智慧灯杆车辆检测器检测到有大型客车或多辆小型客车、大型货车驶入服务区时，控制器可启动智慧灯杆显示屏开放式推送服务信息。

本发明的有益效果是，利用交通流数据和服务区服务能力等信息资源，充分发挥了智慧灯杆硬件高度集成的优点，从驾乘人员接近服务区开始，持续为使用者提供高效的出行方案参考，并在车辆选择驶入服务区时，结合驾乘人员和服务区管理者双方的需要，从安全、高效、节能的角度出发，实现车辆引导、信息推送、人性化照明等一系列服务功能，在提升服务区服务水平的同时，有效控制了运营单位的管理、维护成本。

附图说明

图1为根据本发明优选实施例的公路服务区室外照明系统的结构框图。

图2为根据本发明优选实施例的公路服务区室外照明系统的照明灯具的控制流程图。

图3为根据本发明优选实施例的公路服务区室外照明系统的服务信息发布流程示意图。

图4为根据本发明优选实施例的公路服务区室外照明系统的显示装置的控制流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明优选实施例的公路服务区室外照明系统的结构框图。该系统100包括照明灯具110、控制器120、可变信息发布装置130、车辆检测器140、气象检测装置150、照度传感器160、显示设备170、通信接口单元180以及视频监视器190，其中，照明灯具110、可变信息发布装置130、车辆检测器140、气象检测装置150、照度传感器160、显示设备170、通信接口单元180以及视频监视器190均与控制器120通信连接。

基于照明的需要，公路服务区设有若干灯杆，照明灯具110设置在灯杆上用以为服务区提供室外照明。服务区所在地经纬度、地理条件以及季节的不同，需要照明的时间段也各不相同，可以根据经验规律为照明灯具110设定自动开/关灯的时间来满足一般情况下服务区的照明需求。如果遇到天气异常的情况，则可以根据照度传感器160检测到的环境照度的情况，提前开启照明灯具110或者将关闭照明灯具110的时间延后。例如，在自动开灯时间之前，如果照度传感器160在5分钟时间内连续检测到环境照度低于服务区最低照明需求所对应的照度值，控制器120可以提前开启照明灯具110；如果已经到了自动关灯的时间，但照度传感器160检测到环境照度低于服务区最低照明需求所对应的照度值，控制器120可以使照明灯具110不自动关闭，继续开启，直到环境照度达到满足服务区照明需求的程度。

在本发明的优选实施例中，照度传感器160安装在灯杆上，采光面水平向上，并保证在各种情况下均不会受到固定物体阴影的遮挡(不包括云层遮挡)；同时还应保证照度传感器160不受到照明灯具110的照射，以便真实地反映服务区自然光线的照度。

在本发明的优选实施例中，照明灯具110至少包括两种不同色温的光源，通过控制各个光源的光通量输出比例可以调节照明灯具发光的色温。通常，高色温光源发出的光给人以清凉的感觉，而低色温光源发出的光则使人感觉温暖。因此，当气象检测装置150检测到环境温度偏高时，控制器120可以调节照明灯具中各个光源的光通量使其发出色温较高的光，会使人觉得凉爽；而当环境温度偏低时，可以使照明灯具发出色温较低的光，会使人觉得更加温暖。

在本发明的优选实施例中，气象检测装置150安装在灯杆上，可以包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器以及其它用来检测天气状况(例如，雨、雪、雾、霾等)的传感器或检测设备。这些传感器或检测设备获得的气象信息可以经由控制器120显示到显示设备170和/或可变信息发布装置130上。在另外的优选实施例中，公路服务区室外照明系统可以不包括气象检测装置，控制器120可以通过通信接口单元180从外界获取所需要的气象信息，并将其显示到显示设备170和/或可变信息发布装置130上。

图2示出了根据本发明优选实施例的公路服务区室外照明系统的照明灯具的控制流程图。

如图所示，常规模式(模式1)下，系统内置根据应用地点经纬度、季节日期设置的开/关灯时间，基于环境照度变化的经验规律自动控制灯具开灯、关灯。

模式2，由于异常天气情况等原因，在非模式1的开灯时间，如果环境照度在连续5分钟的时间内持续低于阈值，照明灯具110自动开启，或者在模式1的关灯时间，如果环境照度低于阈值，则照明灯具110不自动关闭，保持开启。

模式3，照明灯具110在开启状态下维持在一个较低的环境照度水平(能够满足服务区照明标准的要求)，当服务区入口匝道出的车辆检测器140检测到有大型车辆或多辆小型客车驶入服务区时，控制器120将提高停车场区域的照明灯具110输出的光通量，当检测到有大型客车驶入服务区时，控制器120还将提高落客点区域的照明灯具110输出的光通量。

模式4，在根据模式1或2控制照明灯具110启动、根据模式3调节照明灯具110输出光通量的基础上，在检测到环境温度高于预先设定的温度阈值时，控制器120控制照明灯具110以高色温照明输出，例如，使输出光的色温高于5500K，给人们带来清凉的感觉；当环境温度低于预先设定的温度阈值时，控制器120控制照明灯具110以低色温照明输出，例如，使输出光的色温低于3500K，给人们带来温暖的感觉。上述的温度阈值以及输出的色温都可以根据预先设定的时间-温度阈值对应关系来确定，对于不同的季节，相应的温度阈值可以不同，相应的色温也可以不同。

模式5，在雨、雪、雾、霾等恶劣天气条件下，在根据模式1或2控制照明灯具110启动、根据模式3调节照明灯具110输出的光通量的基础上，控制器120控制照明灯具110以低色温照明输出，并且优选设置模式5的优先级高于模式4。也就是说，在上述恶劣天气条件下，无论温度是否低于预先设定的温度阈值，控制器120都控制照明灯具110以低色温照明输出。

可变信息发布装置130和显示设备170均可用于向经过或进入服务区的过往车辆的司机以及乘客显示信息。可变信息发布装置130设置在服务区入口上游1公里左右的路侧，主要用来以文字和数字的形式显示控制器120发布的服务区信息，可以采用LED电子显示屏。显示设备170设置在服务区内，比如安装在灯杆上，可以以更加丰富的形式(文字、图片或视频等)显示信息，例如可以采用液晶显示器。基于具体应用的需要以及成本方面的考虑，可变信息发布装置130和显示设备170既可以采用相同的设备，也可以采用不同的设备。

在本发明的优选实施例中，在服务区出入口匝道处及服务区主体建筑出入口处均设有包含显示设备170的灯杆，且入口匝道处显示设备的屏幕朝向车辆行驶方向，建筑处显示设备的屏幕朝向大型客车落客点。

本发明的公路服务区室外照明系统100通过通信接口单元180来实现与外界的通信，比如：通信接口单元180可以接收服务区内各个功能区域(例如加油站、住宿、餐厅等)当前的剩余油量、空置房间数量、空闲餐位等信息，并将这些信息经由控制器120传送至可变信息发布装置130和/或显示设备170，以向过往车辆的司机和乘客提供与各个功能区域服务能力相关的信息，方便其进行选择。为此，通信接口单元180例如可以实现为各个功能区域管理人员的计算机上的输入接口，用于管理人员上传数据，或者可以与功能区域管理软件通信连接或与相应的传感器通信连接，自动采集上述相关信息。

在本发明的优选实施例中，可以为服务区空余停车位、餐位、住宿房间、加油站剩余油量等服务能力设定相应的阈值，在确定各项服务能力的当前值高于或等于阈值时，控制器120指示可变信息发布装置130和/或显示设备170显示空余停车位、餐位、住宿房间数量、不同标号油量充裕等信息，而当某一项或多项服务能力低于阈值，控制器120通过可变信息发布装置130和/或显示设备170相应地发布该项或这些服务能力不足的预警信息，并发布与下游邻近服务区相应服务能力相关的信息。图3示出了根据本发明优选实施例的公路服务区室外照明系统的服务信息发布流程示意图。

此外，通信接口单元180还可以用来接收其它信息，比如：气象信息、公路服务区下游路段的交通状况、通行能力信息、相邻服务区功能区域服务能力信息等。这些信息均可以经由控制器120传送并显示在可变信息发布装置130和/或显示设备170上，以便为司乘人员提供与其出行密切相关的信息。比如：根据服务区下游公路主线交通流状态(分车型车速、分车型交通量等)，结合服务区剩余停车位数量，在下游公路主线拥堵或预计拥堵的情况下，在公路服务区上游公路主线路段通过可变信息标志130、定向广播等向未进入服务区的车辆提示进入服务区休息，缓解下游路段的通行压力，发挥服务区调节主线交通量的作用；同样地，根据服务区下游公路主线交通流状态(分车型车速、分车型交通量等)，在下游公路主线拥堵或预计拥堵的情况下，在公路服务区内通过智慧灯杆外挂的显示设备170、广播等信息发布设施向服务区内驾乘人员提供下游路况信息以及出行建议。

在本发明的优选实施例中，公路服务区室外照明系统100还包括车辆检测器140，车辆检测器140可安装于公路沿线以及公路服务区入口匝道处，可采集运行车辆的车速、车型等信息，并将采集到的信息实时传输到控制器120。车辆检测器140可以包括但不限于视频车检器、线圈车检器、红外车检器、微波车检器中的一种或几种。

在本发明的优选实施例中，公路服务区室外照明系统100还包括视频监视器190，视频监视器190可以安装在灯杆上、停车场内以及服务区主体建筑出入口处，除了采集视频信息用于安全监控之外，通过视频监视器190获取的信息还可以经过控制器120的分析而提供人员流动、停车位是否被占用等信息。

在本发明的优选实施例中，通过视频监视器190采集公路服务区停车场的图像，该图像被传送至控制器120，控制器120通过将该图像与停车场的原始图像进行比较，确定各个停车位是否已经被占用，进而确定空闲车位的位置，并由此确定空闲车位的类型和数量，并且可以将空闲车位信息显示在可变信息显示装置140和/或显示设备170上。例如：可以在可变信息显示装置140上显示“B区大型客车停车位充足”或“A区剩余大型客车停车位23个”等等；在显示设备170上，除了显示上述信息之外，还可以以图片的形式显示出空闲车位的位置。

当有车辆通过服务区入口匝道进入服务区时，位于服务区入口匝道处的车辆检测器140可以检测车辆的类型。基于车辆检测器140提供的车辆类型信息以及分车型流量信息，结合服务区停车场中空闲车位的类型、数量以及位置信息，控制器120可以进一步计算对于进入服务区的各种类型车辆而言，停车位是否充足，并进一步生成诱导停车的可视化信息并将其显示在显示设备170上。

此外，控制器120还能够综合其从车辆检测器140、视频监视器190、通信接口单元180采集到的各种信息，经分析处理后实施更复杂的控制策略。例如，通过视频监视器190提供的信息确定人员在服务区内的位置，并相应地增加对应位置的照明灯具110的光通量，开启相应的显示设备170，和/或在人员离开时降低相应照明灯具110的光通量、使显示设备170处于休眠状态。

图4示出了根据本发明优选实施例的公路服务区室外照明系统的显示装置的控制流程图。如图所示，在一般情况下(模式1)，显示设备170处于休眠状态；模式2，当入口匝道位置处的车辆检测器140检测到有大型车辆或多辆小型客车驶入服务区时，控制器120可启动显示设备170开放式推送服务信息；模式3，在通过视频监视器190监测到服务区广场或局部有较大的人流量时(超过内置的阈值)，控制器120控制广场或相应区域的显示设备170推送服务信息。模式2和3满足任一条件均可启动，模式2启动期间若无其他触发，则推送服务10分钟后自动关闭，模式3启动期间，若无模式2触发，则当人流量较小时(低于内置的阈值，此阈值与模式3的启动阈值不同)，推送服务关闭。

在本发明的优选实施例中，可以将照明灯具110、控制器120、气象检测装置150、照度传感器160、显示设备170以及视频监视器190集成在灯杆上，形成智慧灯杆。智慧灯杆在服务区的布设以满足室外照明需求为基本要求，但在服务区出入口匝道处及服务区主体建筑出入口处应设置智慧灯杆，且入口匝道处显示屏朝向车辆行驶方向，建筑处显示屏朝向大型客车落客点。

本领域技术人员应该认识到，不背离本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例进行各种的变化和/或修改。本发明的保护范围并不局限于各个实施例所描述的形式。

Claims (9)

1.一种基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，包括设置在公路服务区内的至少一个智慧灯杆，所述智慧灯杆包括照明灯具、控制器和显示设备，所述照明灯具和所述显示设备均与所述控制器通信连接，所述系统还包括可变信息显示装置，所述可变信息显示装置设置在公路服务区入口上游的路侧，所述可变信息显示装置与所述控制器通信连接，所述控制器能够将关于公路服务区的服务能力信息显示到所述显示设备和/或所述可变信息显示装置上。

2.根据权利要求1所述的基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，所述系统还包括视频监视器和车辆检测器，所述视频监视器和所述车辆检测器均与所述控制器通信连接，所述视频监视器用于采集公路服务区停车场的图像，所述控制器通过将所述图像与停车场的原始图像进行比较确定空闲车位的位置、类型以及数量，所述车辆检测器设置在公路服务区的入口匝道处、用来检测进入公路服务区的车辆类型和数量，所述控制器基于所述车辆检测器提供的车辆类型和数量信息确定可供进入公路服务区的车辆停车的空闲车位，并将所述空闲车位的位置信息显示在所述可变信息显示装置和/或所述可变信息显示装置上。

3.根据权利要求2所述的基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，所述车辆检测器包括视频车检器、线圈车检器、红外车检器、微波车检器中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，当所述照明灯具处于开启状态时，如果所述车辆检测器检测到有大型车辆或多辆小型客车驶入公路服务区时，所述控制器控制所述照明灯具提高输出的光通量。

5.根据权利要求1所述的基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，所述智慧灯杆上安装有照度传感器，所述照度传感器被安装在无遮挡且不受所述照明灯具照射的位置，用于检测公路服务区室外的环境照度，所述照度传感器与所述控制器通信连接，如果所述照度传感器检测到环境照度在第一时间长度内持续低于第一照度阈值，所述控制器控制所述照明灯具开启。

6.根据权利要求1所述的基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，所述智慧灯杆上安装有气象检测装置，所述气象检测装置与所述控制器通信连接，所述气象检测装置能够检测环境温度，所述照明灯具至少包括两种不同色温的光源，所述控制器能够通过控制所述光源的光通量输出比例来调节所述照明灯具发光的色温，当所述环境温度低于预先设定的温度阈值时，所述控制器控制所述照明灯具发出第一色温的光，当所述环境温度不低于所述温度阈值时，所述控制器控制所述照明灯具发出第二色温的光，其中所述第一色温高于所述第二色温。

7.根据权利要求6所述的基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，所述气象检测装置还能够检测包括雨、雪、雾、霾中至少一种的恶劣天气状况，当所述气象检测装置检测到所述恶劣天气状况时，无论所述环境温度是否低于所述温度阈值所述控制器都控制所述照明灯具发出第三色温的光，其中所述第三色温低于所述第一色温。

8.根据权利要求1所述的基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，所述系统还包括通信接口单元，所述通信接口单元与所述控制器通信连接，用于采集所述服务能力信息并将其传送至所述控制器。

9.根据权利要求7所述的基于智慧灯杆的公路服务区室外照明系统，所述通信接口单元还用于采集下游相邻公路服务区的服务能力信息。

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