CN112822825A - 一种基于预判采集传感的市区快车道路灯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于预判采集传感的市区快车道路灯控制系统,涉及道路照明技术领域。在本发明中:控制系统对若干相邻光电传感器之间的车速形成区内的车速信息进行分析;控制系统对若干车速形成区内的车速均值信息、车速方差信息、车速标准差信息进行分析,构建前置车速正态分布函数;控制系统根据前置车速正态分布函数,预判分析最大即时车辆速度;控制系统根据最大即时车辆速度信息,驱动控制快速道路前方路灯照明行程。本发明使得快速道路上的照明行程线性化适配车辆行驶状态,既节省了夜间快速道路上的电能,也保证了快速道路上车辆行驶的照明效果和行车安全。
Description
技术领域
本发明属于道路照明技术领域,特别是涉及一种基于预判采集传感的市区快车道路灯控制系统。
背景技术
城市快速道路是指设置在大城市中,具有较高车速(60~80km/h)和较大通行能力的一种特殊道路系统。城市快速道路主要联系市内各主要地区、郊区、卫星城镇以及对外公路,其功能是为城市远距离交通服务。快速道路只准汽车行驶,禁止行人和非机动车进人。
而在夜间的快速道路中,行驶车辆很少,但快速道路上的路灯仍进行全程化大功率照明,无疑是一种电能的浪费。
另外,快速道路上稳定行驶的车辆,人们驾驶的车速一般都会临近快速道路的标准速度(或限速),会在标准速度(或限速)上下发生车速的浮动,很少出现车速极低、极高(相对于限速)的现象,快速道路上稳定行驶的车辆车速变化整体呈一种正态化分布。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于预判采集传感的市区快车道路灯控制系统,从而使得快速道路上的照明行程线性化适配车辆行驶状态,既节省了夜间快速道路上的电能,也保证了快速道路上车辆行驶的照明效果和行车安全。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明为一种基于预判采集传感的市区快车道路灯控制系统,包括快速道路,快速道路的边侧等间隔安装有若干路灯装置,包括以下内容:
㈠路灯装置上嵌入设置有用于传感检测行驶车辆经过信号的光电传感器,相邻的光电传感器之间形成车速形成区,若干相邻的车速形成区构成车速信号动作区;
㈡快速道路上的若干个顺序分布的光电传感器将传感检测到的动作信号传输至控制系统;
㈢控制系统对若干相邻光电传感器之间的车速形成区内的车速信息进行分析;
㈣控制系统对若干车速形成区内的车速均值信息、车速方差信息、车速标准差信息进行分析,构建前置车速正态分布函数;
㈤控制系统根据前置车速正态分布函数,预判分析最大即时车辆速度;
㈥控制系统根据最大即时车辆速度信息,驱动控制快速道路前方路灯照明行程。
作为本发明的一种优选技术方案,设存在n个顺序分布的光电传感器对车辆行驶状态进行传感监测,记作光电传感器组{W1 W2 ... Wn};设相邻光电传感器传感监测到车辆信号状态的时间间隔为T;设相邻光电传感器之间的距离为D。
存在(n-1)个车速形成区,设该(n-1)个车速形成区对应的车辆测速时间间隔依次为{T1 T2 ... Tn-1},设该(n-1)个车速形成区对应的车速信息依次为{V1 V2 ... Vn-1};根据该(n-1)个车速形成区对应的车速信息,分析车速均值信息、车速方差信息、车速标准差信息,构建前置车速正态分布函数F(v),分析最大即时车辆速度信息、前方路灯照明行程信息。
作为本发明的一种优选技术方案,(n-1)个车速形成区对应的车速信息依次为:
设车速方差为σ2;
存在车速方差:
存在车速标准差:
则存在前置车速正态分布函数:
根据前置车速正态分布函数,分析前置车速发生区间,分析最大即时车辆速度信息、前方路灯照明行程信息。
作为本发明的一种优选技术方案,前置车速正态分布函数F(v)中:
作为本发明的一种优选技术方案,在一定时间段内,设快速道路上的任意一个位置的光电传感器位置为Wx,Wx位置处的光电传感器重复传感检测到车辆状态信号时,则判断该快速道路为多车状态,快速道路内启动以该位置的光电传感器为起点的长距离照明系统,并设以该位置的光电传感器为终点的后方位车速形成区与当前时间点内最前方传感检测到车辆状态信号的光电传感器之间的距离为Sc;
长距离照明系统中,设快速道路前方路灯照明行程为Lc,设最前方的车速形成区的车速为Vq;则存在以Wx位置处的光电传感器为起点的快速道路前方路灯照明行程Lc=Sc+β·Vq,其中,β为行车反应预留时间,β∝Vq。
本发明具有以下有益效果:
本发明通过在路灯装置上配置光电传感器,对快速道路上的车辆进行状态信号传感检测,通过对一定区间内车辆行驶状态的分析计算,分析前置车速正态分布情况,预判分析最大即时车辆速度,对应驱动道路前方的照明行程上的路灯进行照明,从而使得快速道路上的照明行程线性化适配车辆行驶状态,既节省了夜间快速道路上的电能,也保证了快速道路上车辆行驶的照明效果和行车安全。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述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为本发明中的市区快车道路灯装置及车辆位置传感监测的分布示意图;
图2为本发明中的前置车速正态分布的逻辑示意图;
图3为本发明中的行驶前方需要照明路灯数目的逻辑示意图;
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1-快速道路;2-路灯装置;3-光电传感器;4-行驶车辆。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
路灯装置2上嵌入设置有用于传感检测行驶车辆经过信号的光电传感器3,相邻的光电传感器3之间形成车速形成区,若干相邻的车速形成区构成车速信号动作区。
设存在n个顺序分布的光电传感器3对车辆行驶状态进行传感监测,记作光电传感器3组{W1 W2 ... Wn};
设相邻光电传感器3传感监测到车辆信号状态的时间间隔为T;
设相邻光电传感器3之间的距离为D;
存在(n-1)个车速形成区,设该(n-1)个车速形成区对应的车辆测速时间间隔依次为{T1 T2 ... Tn-1},设该(n-1)个车速形成区对应的车速信息依次为{V1 V2 ... Vn-1}。
根据该(n-1)个车速形成区对应的车速信息,分析车速均值信息、车速方差信息、车速标准差信息,构建前置车速正态分布函数F(v),分析最大即时车辆速度信息、前方路灯照明行程信息。
实施例二
快速道路上的若干个顺序分布的光电传感器3将传感检测到的动作信号传输至控制系统。
控制系统对若干相邻光电传感器3之间的车速形成区内的车速信息进行分析。
(n-1)个车速形成区对应的车速信息依次为:
控制系统对若干车速形成区内的车速均值信息、车速方差信息、车速标准差信息进行分析,构建前置车速正态分布函数。
设车速方差为σ2;
存在车速方差:
存在车速标准差:
则存在前置车速正态分布函数:
根据前置车速正态分布函数,分析前置车速发生区间,分析最大即时车辆速度信息、前方路灯照明行程信息。
实施例四
控制系统根据前置车速正态分布函数,预判分析最大即时车辆速度。
前置车速正态分布函数F(v)中:
控制系统根据最大即时车辆速度Vmax,分析前方路灯照明行程信息。
实施例五
控制系统根据最大即时车辆速度信息,驱动控制快速道路前方路灯照明行程。
控制系统内预设当前快速道路上路灯照明行程与标准车速之间的照明行程系数λ;
其中,Vo为快速道路的标准车速,L为标准车速时的快速道路上路灯照明行程距离;
设任意时刻的前方路灯照明行程距离为Lmax;
控制系统根据前方路灯照明行程距离Lmax以及相邻路灯之间的距离信息,分析行驶车辆的行驶前方需要照明的路灯数目。
设行驶前方需要照明的路灯数目为M;
设快速道路上相邻的路灯之间距离为D;
在一定时间段内,设快速道路上的任意一个位置的光电传感器3位置为Wx,Wx位置处的光电传感器3重复传感检测到车辆状态信号时,则判断该快速道路为多车状态,快速道路内启动以该位置的光电传感器3为起点的长距离照明系统,并设以该位置的光电传感器3为终点的后方位车速形成区与当前时间点内最前方传感检测到车辆状态信号的光电传感器3之间的距离为Sc。
长距离照明系统中,设快速道路前方路灯照明行程为Lc,设最前方的车速形成区的车速为Vq。
则存在以Wx位置处的光电传感器3为起点的快速道路前方路灯照明行程Lc=Sc+β·Vq,其中,β为行车反应预留时间,β∝Vq。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种基于预判采集传感的市区快车道路灯控制系统,包括快速道路,快速道路的边侧等间隔安装有若干路灯装置(2),其特征在于:
㈠路灯装置(2)上嵌入设置有用于传感检测行驶车辆经过信号的光电传感器(3),相邻的光电传感器(3)之间形成车速形成区,若干相邻的车速形成区构成车速信号动作区;
㈡快速道路上的若干个顺序分布的光电传感器(3)将传感检测到的动作信号传输至控制系统;
㈢控制系统对若干相邻光电传感器(3)之间的车速形成区内的车速信息进行分析;
㈣控制系统对若干车速形成区内的车速均值信息、车速方差信息、车速标准差信息进行分析,构建前置车速正态分布函数;
㈤控制系统根据前置车速正态分布函数,预判分析最大即时车辆速度;
㈥控制系统根据最大即时车辆速度信息,驱动控制快速道路前方路灯照明行程。
2.根据权利要求1所述的一种基于预判采集传感的市区快车道路灯控制系统,其特征在于:
设存在n个顺序分布的光电传感器(3)对车辆行驶状态进行传感监测,记作光电传感器(3)组{W1 W2 ... Wn};
设相邻光电传感器(3)传感监测到车辆信号状态的时间间隔为T;
设相邻光电传感器(3)之间的距离为D;
存在(n-1)个车速形成区,设该(n-1)个车速形成区对应的车辆测速时间间隔依次为{T1T2 ... Tn-1},设该(n-1)个车速形成区对应的车速信息依次为{V1 V2 ... Vn-1};
根据该(n-1)个车速形成区对应的车速信息,分析车速均值信息、车速方差信息、车速标准差信息,构建前置车速正态分布函数F(v),分析最大即时车辆速度信息、前方路灯照明行程信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于预判采集传感的市区快车道路灯控制系统,其特征在于:
在一定时间段内,设快速道路上的任意一个位置的光电传感器(3)位置为Wx,Wx位置处的光电传感器(3)重复传感检测到车辆状态信号时,则判断该快速道路为多车状态,快速道路内启动以该位置的光电传感器(3)为起点的长距离照明系统,并设以该位置的光电传感器(3)为终点的后方位车速形成区与当前时间点内最前方传感检测到车辆状态信号的光电传感器(3)之间的距离为Sc;
长距离照明系统中,设快速道路前方路灯照明行程为Lc,设最前方的车速形成区的车速为Vq;
则存在以Wx位置处的光电传感器(3)为起点的快速道路前方路灯照明行程Lc=Sc+β·Vq,其中,β为行车反应预留时间,β∝Vq。
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