KR102009943B1 - 스마트 가로등의 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

스마트 가로등의 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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권기태
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박준열
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    • Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Abstract

본 발명은, 도로의 설계 또는 시공시 미리 설정된 도로 조명 등급을 도로의 사용 중 도로 상황에 따라 신규 도로 조명 등급으로 갱신하고, 신규 도로 조명 등급에 따라 가로등의 디밍값을 제어함으로써, 도로 상황에 맞게 도로의 조도를 제어할 수 있으므로, 최적의 도로 환경을 구현하면서도 불필요한 에너지 낭비를 최소화하여 에너지 효율이 향상될 수 있다.

Description

스마트 가로등의 제어 시스템 및 방법{Control system for smart street light and control method of the same}
본 발명은 스마트 가로등의 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차속이나 교통량 등에 따라 가중치를 적용하여 도로 조명 등급을 갱신함으로써, 최적의 도로 환경을 제공하면서도 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 스마트 가로등의 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 각 도로마다 도로의 종류나 예측되는 교통량에 따라 도로 조명 등급이 미리 설정된다. 도로 조명 등급이 설정되면, 설정된 도로 조명 등급의 휘도 기준을 만족하도록 도로에 설치되어야 할 가로등의 개수나 밝기가 결정된다.
아래 표 1은 일반적인 도로 조명 등급에 따른 휘도를 나타낸다.
도로 조명 등급 평균노면휘도
(최소허용치)
Lavg (cd/m2) 		휘도균제도(최소허용치) TI(%)
(최대허용치)
종합균제도(U0)
Lmin/Lavg		 차선축균제도(U1)
Lmin/Lmax
M1 2.0 0.4 0.7 10
M2 1.5 0.4 0.7 10
M3 1.0 0.4 0.6 15
M4 0.75 0.4 0.6 15
M5 0.5 0.35 0.4 15
그러나, 종래의 도로 조명 등급은, 도로 조명 등급이 도로 설계시나 가로등 설치시에 한번 설정되고 나면 계속 유지되기 때문에, 도로 교통 상황 등에 변화가 생기더라도 반영되지 않는 문제점이 있다. 즉, 도로 조명 등급이 정해진 상태에서 가로등의 밝기만을 제어하는 것으로는 최적의 도로 환경을 제공하는 데 한계가 있다.
한국등록실용신안공보 20-0258569호
본 발명의 목적은, 도로 조명 등급을 도로 상황에 따라 가변 제어하여, 최적의 도로 환경을 제공하면서도 에너지를 절감할 수 있는 스마트 가로등의 제어 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 스마트 가로등의 제어 방법은, 도로 조명 등급이 기설정된 도로에서 모니터링부가 미리 설정된 감지 영역에서 차속과 교통량을 포함하는 도로 상황을 모니터링하는 단계와; 제어부가 데이터베이스에 저장되고 복수의 차속 구간들에 따라 다르게 설정된 차속 가중치 데이터로부터 상기 감지된 차속에 따른 차속 가중치를 결정하는 단계와; 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장되고 복수의 교통량 조건들에 따라 다르게 설정된 교통량 가중치 데이터로부터 상기 감지된 교통량에 따른 교통량 가중치를 결정하는 단계와; 연산부가 상기 속도 가중치와 상기 교통량 가중치를 합하여, 가중치의 합을 계산하는 단계와; 상기 제어부는 상기 가중치의 합에 따라 상기 감지 영역의 신규 도로 조명 등급을 결정하는 단계와; 상기 신규 도로 조명 등급이 결정되면, 상기 제어부는 상기 감지 영역에서 돌발 상황을 판단하는 단계와; 상기 제어부는 상기 돌발 상황이 있다고 판단되면, 상기 신규 도로 조명 등급을 삭제하고 기설정된 상기 도로 조명 등급을 유지하여 평균 조도보다 높은 조도를 유지하고, 상기 돌발 상황이 없다고 판단되면, 상기 감지 영역을 상기 신규 도로 조명 등급으로 갱신하는 단계와; 상기 감지 영역에 설치된 가로등의 점등 제어부는 상기 신규 도로 조명 등급에 따라 점등영역에 포함된 가로등들의 디밍값을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 가로등의 제어 시스템은, 도로 조명 등급이 설정된 도로에서 미리 설정된 감지 영역에서 차속과 교통량을 포함하는 도로 상황을 모니터링하는 모니터링부와; 복수의 차속 구간들에 따라 다르게 설정된 차속 가중치들과, 복수의 교통량 조건들에 따라 다르게 설정된 교통량 가중치들이 저장된 데이터 베이스와; 상기 데이터 베이스로부터 구한 상기 모니터링부가 감지한 차속에 따른 차속 가중치와, 상기 모니터링부가 감지한 교통량에 따른 교통량 가중치를 합하여 가중치의 합을 계산하는 연산부와; 상기 연산부에서 계산한 상기 가중치의 합에 따라 상기 감지 영역에 대한 신규 도로 조명 등급을 결정하고, 상기 감지 영역에서 돌발 상황을 판단하고, 상기 돌발 상황이 있다고 판단되면, 상기 신규 도로 조명 등급을 삭제하고 기설정된 상기 도로 조명 등급을 유지하여 기준 조도보다 높은 조도를 유지하고, 상기 돌발 상황이 없다고 판단되면, 상기 감지 영역의 조명 등급을 상기 신규 도로 조명 등급으로 갱신하는 제어부와; 상기 감지영역에 설치된 가로등을 중심으로 점등영역의 크기를 계산하고, 상기 점등영역에 포함된 가로등들의 디밍값을 상기 신규 도로 조명 등급에 따라 제어하는 점등 제어부를 포함한다.
본 발명은, 도로의 설계 또는 시공시 미리 설정된 도로 조명 등급을 도로의 사용 중 도로 상황에 따라 신규 도로 조명 등급으로 갱신하고, 신규 도로 조명 등급에 따라 가로등의 디밍값을 제어함으로써, 도로 상황에 맞게 도로의 조도를 제어할 수 있으므로, 최적의 도로 환경을 구현하면서도 불필요한 에너지 낭비를 최소화하여 에너지 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 가로등을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 가로등의 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 가로등의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 가로등을 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 가로등의 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 가로등의 제어 시스템은, 도로(1) 위에 설치된 복수의 가로등들(10)과, 상기 가로등들(10)에 설치된 가로등 제어장치(20)와, 상기 가로등 제어장치(20)와 무선 통신하는 관제센터(30)를 포함한다.
상기 복수의 가로등들(10)은, 도로 위에서 서로 소정간격 이격되게 설치된다. 상기 복수의 가로등들(10)은 노드 가로등이라고도 한다.
상기 가로등 제어장치(20)는, 상기 복수의 가로등들(10)마다 각각 설치된다. 다만, 이에 한정되지 않고 상기 복수의 노드 가로등들(10) 중 일부에만 설치되는 것도 물론 가능하다.
상기 가로등 제어장치(20)는, 무선통신부(21), 센서부(22), 신호 처리부(23) 및 점등 제어부(25)를 포함한다.
상기 무선통신부(21)는 가로등용 무선통신부이고, 상기 관제센터(30)의 무선통신부(34)와 통신한다. 또한, 상기 무선통신부(21)는 서로 인접하는 가로등들끼리 근거리 무선통신하는 것도 물론 가능하다.
상기 센서부(22)는, 도로 위의 물체를 감지하는 동작감지 센서이다. 본 실시예에서는 상기 센서부(22)가 상기 가로등 제어장치(20)에 포함된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 도로 위에 별도로 설치되는 것도 물론 가능하다. 상기 센서부(22)가 감지하는 물체는 차량, 자전거, 오토바이 및 보행자 등 이동하는 물체를 모두 포함할 수 있으며, 이하 차량으로 칭하기로 한다. 상기 센서부(22)는, 상기 가로등(10)에 따라 미리 설정된 감지 영역에서 차량의 유무, 상기 감지영역으로 차량의 진입 여부, 상기 감지영역에서 교통 정체 등을 감지할 수 있다. 상기 센서부(22)는 물체를 감지하면, 상기 물체의 위치에 대한 물체 좌표값을 상기 신호처리부(23)로 전송한다.
상기 신호처리부(23)는, 상기 센서부(22)로부터 입력된 상기 물체 좌표값에 대한 따라 물체의 존재 여부를 판단하고, 상기 물체의 속력과 이동방향을 계산한다.
상기 점등 제어부(25)는, 상기 신호처리부(23)에서 계산한 물체의 속력과 이동방향 등에 따라 점등 영역(Lighting zone)의 크기를 계산한다. 또한, 상기 점등 제어부(25)는, 상기 점등 영역에 따라 점등되어야 할 가로등의 개수를 계산한다. 또한, 상기 점등 제어부(25)는, 후술하는 도로 조명 등급에 따라 상기 가로등(10)의 디밍(dimming)값도 제어한다.
상기 관제 센터(30)는, 상기 가로등 제어장치(20)와 원거리 통신망을 통해 통신하며, 도로 위의 가로등(10)의 상태를 모니터링하고, 가로등들(10)을 관리하고 도로 상황을 모니터링하고 그에 대한 빅데이터를 수집하고, 교통량, 속도 및 전력 사용량을 분석한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 관제 센터(30)는, 도로 위에 설치되거나, 상기 가로등 제어장치(20)와 일체화되는 것도 물론 가능하다.
상기 관제 센터(30)는, 모니터링부(31), 연산부(32), 데이터베이스(33), 무선통신부(34) 및 제어부(35)를 포함한다.
상기 모니터링부(31)는, 상기 도로(1)위에 미리 설정된 감지 영역에서 차속과 교통량을 포함하는 도로 상황을 모니터링한다. 상기 모니터링부(31)는 도로(1)위에 별도로 설치된 장치로부터 상기 도로 상황을 모니터링하는 것도 가능하고, 상기 가로등 제어장치(20)마다 설치된 상기 센서부(22)에서 감지된 신호를 수집하여 상기 도로 상황을 모니터링하는 것도 가능하다. 또한, 별도의 정보 제공부로부터 교차로의 밀도나 교통 안내 표시 정도를 제공받아서 모니터링할 수도 있다.
상기 도로 상황은, 상기 감지 영역을 지나는 차량의 속도, 교통량, 상기 도로 위의 물체 종류, 상기 도로에서 차도의 분리 여부, 상기 도로에서 교차로의 밀도, 주차 차량의 유무, 주변 휘도의 정도, 교통 안내 표시 정도 등을 포함할 수 있다.
상기 도로 위의 물체 종류는, 차량 이외의 구성물과의 혼재도를 나타낸다. 즉, 차량만 존재하는 경우, 차량과 차량 이외의 구성물이 혼재하는 경우, 차량 이외의 구성물만이 존재하는 경우 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 차량 이외의 구성물은 보행자, 낙하물 등을 포함할 수 있다.
상기 도로에서 차도의 분리 여부는, 차도가 분리된 경우와 차도가 분리되지 않은 경우로 구분될 수 있다.
상기 도로에서 교차로의 밀도는, 교차로의 밀도를 높고 낮음으로 구분하는 것으로 예를 들어 설명하며, 높고 낮음은 미리 설정된 기준과 비교하여 판단할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 2개 이상으로 구분하는 것도 물론 가능하다.
상기 주차 차량의 유무는, 상기 주차 차량이 있는 경우와 없는 경우로 구분될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 주차 차량의 대수에 따라 복수의 구간으로 구분하는 것도 물론 가능하다.
상기 주변 휘도의 정도는, 높음, 보통, 낮음으로 구분될 수 있다. 상기 주변 휘도의 정도는 미리 설정된 기준과 비교하여 구분할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 주변 휘도의 값에 따라 복수의 구간으로 구분할 수도 있다.
상기 교통 안내 표시 정도는, 시각적으로 안내되는 교통 표시 안내가 불량한 경우와 양호한 경우로 구분될 수 있다. 상기 교통 안내 표시 정도는, 미리 저장된 데이터를 이용할 수 있다.
상기 데이터베이스(33)에는, 상기 도로 상황에 대한 가중치들이 미리 저장된다.
상기 가중치들은, 차속 가중치, 교통량 가중치, 물체 가중치, 차도 분리 가중치, 교차로 밀도 가중치, 주차 가중치, 휘도 가중치, 안내 가중치를 포함하는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고 도로의 조도에 영향을 줄 수 있는 항목에 대한 가중치를 추가로 늘릴 수 있다.
상기 차속 가중치는, 상기 차속을 복수의 구간으로 구분하고 각 구간별로 서로 다르게 설정될 수 있다. 상기 차속이 빠를수록 상기 도로의 조도가 높아져야 하기 때문에, 상기 차속이 빠를수록 상기 차속 가중치는 크게 설정된다.
표 2를 참조하면, 상기 차속을 매우 빠름, 빠름, 보통으로 구분하고, 그에 따라 서로 다른 가중치를 두는 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 교통량 가중치는, 상기 교통량을 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간별로 서로 다르게 설정된다. 상기 교통량이 많을수록 상기 도로의 조도가 높아져야 하기 때문에, 상기 교통량이 많을수록 상기 교통 가중치는 크게 설정된다.
상기 물체 가중치는, 상기 도로 위의 물체 종류에 대한 가중치이다. 상기 물체의 종류가 많을수록 상기 도로의 조도가 높아져야 하기 때문에, 상기 물체의 종류가 많을수록 상기 물체 가중치는 크게 설정된다.
상기 차도 분리 가중치는, 상기 도로에서 상기 차도의 분리 여부에 대한 가중치이다. 상기 차도의 분리가 없는 경우 안전을 위해 도로의 조도가 높아야 하기 때문에, 차도의 분리가 없는 경우 차도가 분리된 경우보다 상기 차도 분리 가중치가 크게 설정된다.
상기 교차로 밀도 가중치는, 상기 교차로의 밀도에 대한 가중치이다. 상기 교차로의 밀도가 높을수록 안전을 위해 도로의 조도가 높아야 하기 때문에, 상기 교차로의 밀도가 높을수록 상기 교차로 밀도 가중치가 크게 설정된다.
상기 주차 가중치는, 상기 주차 차량의 유무에 대한 가중치이다. 상기 주차 차량이 많을수록 도로의 조도가 높아야 하기 때문에, 상기 주차 차량의 양이 많을수록 상기 주차 가중치가 크게 설정된다.
상기 휘도 가중치는, 상기 도로의 주변 휘도에 대한 가중치이다. 상기 주변 휘도가 높을수록 상기 휘도 가중치가 크게 설정된다.
상기 안내 가중치는, 교통 안내 표시 정도에 대한 가중치이다. 상기 교통 안내 표시가 불량할수록 상기 안내 가중치가 크게 설정된다.
표 2는 상기 도로 상황에 대한 가중치들의 예를 나타낸다.
표 2에서 실시예는, 도로 상황이 차속이 100km/h 이상이고, 교통량이 매우 많고, 물체 종류는 차량만 존재하고, 차도의 분리가 있으며, 교차로 밀도가 높고, 주차 차량이 없고, 주변 휘도가 보통이고, 교통 안내 표시가 불량한 상태일 때, 가중치를 결정한 예를 나타낸다.
항목 조건 가중치 실시예
속도 매우 빠름 1 1
빠름 0.5
보통 0
교통량 매우 많음 1 1
많음 0.5
보통 0
적음 -0.5
매우 적음 -1
물체 종류
(교통의 구성)		 혼재도 높음 2 0
혼재 1
차량만 존재 0
차도 분리 없음 1 1
있음 0
교차로의 밀도 높음 1 1
중간 0
주차 차량의 유무 있음 0.5 0
없음 0
주변 휘도 높음 1 0
보통 0
낮음 -1
교통 안내 표시 나쁨 0.5 0.5
보통 또는 양호 0
가중치의 합(V) 4.5
상기 연산부(32)는, 상기 도로 상황에 대한 가중치를 모두 합하여, 가중치의 합을 계산한다.
상기 제어부(35)는, 상기 연산부(32)에서 계산한 가중치의 합에 따라 상기 감지 영역의 신규 도로 조명 등급을 결정한다. 즉, 상기 도로는 설계 또는 시공단계에서 도로 조명 등급이 설정되어 있으나, 상기 도로 상황의 변화에 따라 적합한 신규 도로 조명 등급을 결정한다.
상기 신규 도로 조명 등급은, 상기 가중치의 합이 클수록 조도가 높아지도록 구분된 복수의 조명 등급들 중에서 설정된다.
본 실시예에서는, 아래 수학식 1에 따라 신규 도로 조명 등급을 설정하는 것으로 예를 들어 설명한다.
Figure 112018113234502-pat00001
여기서, X는 조명 등급을 나타내는 숫자이고, V는 가중치의 합을 나타낸다.
표 2의 실시예에 따른 가중치의 합(V)은 4.5이므로, 수학식 1로부터 6에서 4.5를 빼면 1.5가 나온다.
조명 등급(X)가 1.5이면, 소수점 아래를 절사하여, 신규 도로 조명 등급은 M1이 된다.
즉, 계산된 조명 등급이 정수가 아닐 경우, 소수점 아래를 절사하여 신규 도로 조명 등급을 나타낸다.
도로 조명 등급은 M1~M(X)까지로 구분될 수 있으며, X의 숫자가 작을수록 평균 휘도가 높게 설정된다.
상기와 같이 구성된 스마트 가로등의 제어장치의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 가로등의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
상기 도로(1)의 도로 조명 등급은 상기 도로(1)의 설계 또는 시공시 미리 설정된다. 상기 도로 조명 등급은, 상기 도로(1)의 형태, 용도, 사용량 등에 따라 미리 설정될 수 있다. 상기 도로 조명 등급에 따라 상기 도로(1)의 평균 휘도 등이 설정된다. 그러나, 상기 도로(1)를 실제 사용시 상기 도로(1)의 형태, 용도, 사용량 등에 대해 변화가 생길 수 있다.
따라서, 상기 도로(1)를 사용하는 동안, 상기 모니터링부(31)가 미리 설정된 감지 영역에서 상기 도로 상황을 모니터링한다.(S1)
상기 도로 상황은, 상기 감지 영역을 지나는 차량의 속도, 교통량, 상기 도로 위의 물체 종류, 상기 도로에서 차도의 분리 여부, 상기 도로에서 교차로의 밀도, 주차 차량의 유무, 주변 휘도의 정도, 교통 안내 표시 정도 등을 포함할 수 있다.
상기 모니터링부(31)는, 상기 도로 상황을 직접 감지하는 것도 가능하고, 상기 가로등 제어장치(20)에 설치된 상기 센서부(22)에서 감지된 신호를 수신하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 모니터링부(31)는 상기 도로 상황을 모니터링하고 그에 대한 데이터를 수집하면, 상기 데이터베이스(33)로부터 상기 도로 상황에 대한 각 가중치를 결정한다.(S2)
표 2의 실시예와 같이, 상기 도로 상황의 항목마다 각각의 가중치가 결정되면, 상기 가중치들을 모두 합하여 상기 가중치의 합(V)을 계산한다.(S3)
상기 제어부(35)는, 상기 수학식 1을 이용하여 상기 가중치의 합(V)에 따른 신규 도로 조명 등급을 결정한다. (S4)
상기 감지 영역에 대해 상기 신규 도로 조명 등급이 결정되면, 기존에 설정된 도로 조명 등급과 비교할 수 있다. 상기 신규 도로 조명 등급과 상기 기존 도로 조명 등급이 서로 다르면, 상기 신규 도로 조명 등급으로 갱신할 것인지를 판단할 수 있다.
상기 제어부(35)는, 상기 신규 도로 조명 등급으로 갱신하기 이전에, 상기 감지 영역에서 돌발 상황의 여부를 판단한다.(S5)
상기 돌발 상황은, 상기 감지 영역의 기상 상태의 이상여부를 포함하는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 조도를 평균보다 높여야 하는 조건을 모두 포함할 수 있다.
상기 감지 영역의 강수량, 적설량 등이 미리 설정된 기준을 초과할 경우 상기 돌발 상황이라고 판단하는 것으로 예를 들어 설명한다. 즉, 비가 너무 많이 오거나, 눈이 너무 많이 오는 기상 환경일 경우, 비상 상황이라고 판단하여 기존 도로 조명 등급을 유지하도록 한다. 일반적으로 도로의 설계 또는 시공시 설정되는 기존 도로 조명 등급은, 도로에 요구되는 조도보다 높은 조도로 설정되기 때문에, 기존 도로 조명 등급을 유지한다.(S6)
따라서, 상기 비상 상황시에는 기존 도로 조명 등급이 유지되어, 도로가 높은 조도로 유지되므로, 안전을 확보할 수 있다.
상기 돌발 상황으로 판단되어 상기 기존 도로 조명 등급을 유지하는 경우, 상기 가로등의 현 상태를 유지한다.(S7)
즉, 상기 점등 제어부(25)는, 상기 신호처리부(23)에서 계산한 물체의 속력과 이동방향 등에 따라 점등 영역(Lighting zone)의 크기를 계산하고, 상기 점등 영역에 따라 점등되어야 할 가로등의 개수를 계산한다. 상기 가로등들을 미리 설정된 설정 디밍값으로 점등된다. 여기서, 상기 설정 디밍값은 100%이다.
한편, 상기 돌발 상황이 아니라고 판단되면, 상기 감지 영역을 신규 도로 조명 등급으로 갱신한다.(S8)
상기 신규 도로 조명 등급이 결정되면, 상기 신규 도로 조명 등급에 따라 상기 가로등의 디밍값이 제어된다.(S9) 상기 신규 도로 조명 등급에 따라 제어되는 가로등은 미리 설정된 점등 영역에 속하는 가로등이 해당된다.
상기 신규 도로 조명 등급이 기존 도로 조명 등급보다 조도가 낮은 등급일 경우, 상기 가로등의 디밍값은 미리 설정된 비율만큼 감소될 수 있다. 상기 신규 도로 조명 등급과 상기 기존 도로 조명 등급의 차이에 따라 디밍값의 감소 비율이 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 신규 도로 조명 등급과 상기 기존 도로 조명 등급의 차이 등급에 따라 상기 디밍값을 10%씩 감소시킬 수 있다.
따라서, 상기 도로 상황에 따라 상기 감지영역의 도로 조명 등급을 신규 도로 조명 등급으로 갱신함으로써, 도로의 조도를 최적으로 하면서도 에너지 낭비를 절감할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에서는 도로의 설계 또는 시공시 도로 조명 등급이 정해지더라도 도로 상황에 따라 도로 조명 등급을 가변할 수 있으므로, 도로의 설계 또는 시공시 불필요하게 도로 조명 등급이 높게 설정되어 교통량이 없는 경우에도 너무 조도가 높게 설정되어 에너지가 낭비되는 것을 줄일 수 있다. 또한, 도로 상황에 따라 기존 도로 조명 등급을 유지할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 가로등 20: 가로등의 제어장치
30: 관제센터 31: 모니터링부
32: 연산부 33: 데이터베이스

Claims (12)

  1. 도로의 설계 또는 시공시 도로에서 요구되는 조도보다 높은 조도로 도로 조명 등급이 미리 설정된 이후, 상기 도로를 실제 사용하는 동안 모니터링부가 미리 설정된 감지 영역에서 차속과 교통량을 포함하는 도로 상황을 모니터링하는 단계와;
    상기 도로를 실제 사용하는 동안, 제어부는 데이터베이스에 저장되고 복수의 차속 구간들에 따라 다르게 설정된 차속 가중치 데이터로부터 상기 감지된 차속에 따른 차속 가중치를 결정하는 단계와;
    상기 도로를 실제 사용하는 동안, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장되고 복수의 교통량 조건들에 따라 다르게 설정된 교통량 가중치 데이터로부터 상기 감지된 교통량에 따른 교통량 가중치를 결정하는 단계와;
    연산부는 상기 단계에서 결정된 상기 차속 가중치와 상기 교통량 가중치를 합하여, 가중치의 합을 계산하는 단계와;
    상기 제어부는 상기 가중치의 합에 따라 상기 감지 영역의 신규 도로 조명 등급을 결정하는 단계와;
    상기 신규 도로 조명 등급이 결정되면, 상기 제어부는 상기 신규 도로 조명 등급을 기설정된 상기 도로 조명 등급과 비교하는 단계와;
    상기 신규 도로 조명 등급이 기 설정된 상기 도로 조명 등급과 다르다고 판단되면, 상기 제어부는 상기 감지 영역에서 돌발 상황을 판단하는 단계와;
    상기 제어부는 상기 돌발 상황이 있다고 판단되면, 상기 신규 도로 조명 등급을 삭제하고 기설정된 상기 도로 조명 등급을 유지하여 기설정 조도보다 높은 조도를 유지하고, 상기 돌발 상황이 없다고 판단되면, 상기 감지 영역을 상기 신규 도로 조명 등급으로 갱신하는 단계와;
    상기 감지 영역에 설치된 가로등의 점등 제어부는 상기 신규 도로 조명 등급에 따라 점등영역에 포함된 가로등들의 디밍값을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 가중치는, 상기 차속과 상기 교통량에 비례하여 크게 설정되고,
    상기 신규 도로 조명 등급은, 상기 가중치의 합이 클수록 조도가 높아지도록 설정되고,
    상기 신규 도로 조명 등급을 결정하는 단계에서는, 아래의 수학식에 따라 신규 도로 조명 등급이 설정되고,
    [수학식]
    Figure 112019503009416-pat00005

    상기 수학식에서 X는 조명 등급을 나타내는 숫자이고, V는 가중치의 합을 나타내고,
    상기 돌발 상황을 판단하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 감지 영역의 기상 상태를 미리 설정된 기상 데이터와 비교하여 판단하고,
    상기 도로 상황은, 상기 도로 위의 물체 종류, 상기 도로에서 차도의 분리 여부, 교차로의 밀도, 주차 차량의 유무, 주변 휘도의 정도, 교통 안내 표시 정도 를 더 포함하고,
    상기 데이터베이스는, 상기 도로 상황에 따라 각각의 가중치를 다르게 설정하여 저장되고, 상기 도로 위의 물체 종류가 많을수록 물체 가중치가 크게 설정되고, 상기 차도가 분리되지 않은 경우 상기 차도가 분리된 경우보다 차도 분리 가중치가 크게 설정되고, 상기 교차로의 밀도가 높을수록 교차로 밀도 가중치가 크게 설정되고, 상기 주차 차량의 양이 많을수록 주차 가중치가 크게 설정되고, 상기 주변 휘도가 높을수록 휘도 가중치가 크게 설정되고, 상기 교통 안내 표시 정도가 불량할수록 안내 가중치가 크게 설정되고,
    상기 가중치의 합을 계산하는 단계에서는, 상기 도로 상황에 대한 각 가중치, 상기 물체 가중치, 상기 차도 분리 가중치, 상기 교차로 밀도 가중치, 상기 주차 가중치, 상기 휘도 가중치 및 상기 안내 가중치를 합하고,
    상기 디밍값을 제어하는 단계는, 상기 신규 도로 조명 등급으로 갱신시 상기 신규 도로 조명 등급이 기존 도로 조명 등급보다 조도가 낮은 등급일 경우, 상기 신규 도로 조명 등급과 상기 기존 도로 조명 등급의 차이에 따라 다르게 설정된 디밍값의 감소 비율에 따라 상기 점등영역에 포함된 가로등들의 디밍값을 감소시키고,
    상기 점등 제어부는,
    신호처리부가 도로 위의 물체를 감지하는 센서부로부터 입력된 상기 물체의 위치에 대한 물체 좌표값에 따라 상기 물체의 속력과 이동 방향을 계산하면, 상기 신호 처리부가 계산한 상기 물체의 속력과 이동 방향에 따라 상기 점등 영역의 크기를 계산하는 스마트 가로등의 제어 방법.
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  11. 도로의 설계 또는 시공시 도로에서 요구되는 조도보다 높은 조도로 도로 조명 등급이 미리 설정된 이후, 상기 도로를 실제 사용하는 동안 상기 도로에서 미리 설정된 감지 영역에서 차속과 교통량을 포함하는 도로 상황을 모니터링하는 모니터링부와;
    복수의 차속 구간들에 따라 다르게 설정된 차속 가중치들과, 복수의 교통량 조건들에 따라 다르게 설정된 교통량 가중치들이 저장된 데이터 베이스와;
    상기 도로를 실제 사용하는 동안, 상기 데이터 베이스로부터 구한 상기 모니터링부가 감지한 차속에 따른 차속 가중치와, 상기 모니터링부가 감지한 교통량에 따른 교통량 가중치를 합하여 가중치의 합을 계산하는 연산부와;
    상기 연산부에서 계산한 상기 가중치의 합에 따라 상기 감지 영역에 대한 신규 도로 조명 등급을 결정하고, 상기 신규 도로 조명 등급을 기설정된 상기 도로 조명 등급과 비교하여 상기 신규 도로 조명 등급이 기 설정된 상기 도로 조명 등급과 다르다고 판단되면, 상기 감지 영역에서 돌발 상황을 판단하고, 상기 돌발 상황이 있다고 판단되면, 상기 신규 도로 조명 등급을 삭제하고 기설정된 상기 도로 조명 등급을 유지하여 기준 조도보다 높은 조도를 유지하고, 상기 돌발 상황이 없다고 판단되면, 상기 감지 영역의 조명 등급을 상기 신규 도로 조명 등급으로 갱신하는 제어부와;
    상기 도로 위의 물체를 감지하여, 상기 물체의 위치에 대한 물체 좌표값을 전송하는 센서부와;
    상기 센서부로부터 입력된 상기 물체 좌표값에 따라 상기 물체의 존재 여부를 판단하고, 상기 물체의 속력과 이동방향을 계산하는 신호처리부와;
    상기 신호처리부에서 계산한 상기 물체의 속력과 이동방향에 따라 점등영역의 크기를 계산하고, 상기 점등 영역에 따라 점등되어야 할 가로등의 개수를 계산하고, 상기 점등영역에 포함된 가로등들의 디밍값을 상기 신규 도로 조명 등급에 따라 제어하는 점등 제어부를 포함하고,
    상기 도로 상황은, 상기 도로 위의 물체 종류, 상기 도로에서 차도의 분리 여부, 교차로의 밀도, 주차 차량의 유무, 주변 휘도의 정도, 교통 안내 표시 정도 를 더 포함하고,
    상기 데이터베이스는, 상기 도로 상황에 따라 각각의 가중치를 다르게 설정하여 저장되고, 상기 도로 위의 물체 종류가 많을수록 물체 가중치가 크게 설정되고, 상기 차도가 분리되지 않은 경우 상기 차도가 분리된 경우보다 차도 분리 가중치가 크게 설정되고, 상기 교차로의 밀도가 높을수록 교차로 밀도 가중치가 크게 설정되고, 상기 주차 차량의 양이 많을수록 주차 가중치가 크게 설정되고, 상기 주변 휘도가 높을수록 휘도 가중치가 크게 설정되고, 상기 교통 안내 표시 정도가 불량할수록 안내 가중치가 크게 설정되고,
    상기 연산부는, 상기 도로 상황에 대한 각 가중치, 상기 물체 가중치, 상기 차도 분리 가중치, 상기 교차로 밀도 가중치, 상기 주차 가중치, 상기 휘도 가중치 및 상기 안내 가중치를 합하고,
    상기 제어부는,
    아래의 수학식에 따라 신규 도로 조명 등급을 설정하고,
    [수학식]
    Figure 112019057842640-pat00007

    상기 수학식에서 X는 조명 등급을 나타내는 숫자이고, V는 가중치의 합을 나타내고,
    상기 신규 도로 조명 등급으로 갱신시 상기 신규 도로 조명 등급이 기존 도로 조명 등급보다 조도가 낮은 등급일 경우, 상기 신규 도로 조명 등급과 상기 기존 도로 조명 등급의 차이에 따라 다르게 설정된 디밍값의 감소 비율에 따라 디밍값을 감소시키는 스마트 가로등의 제어 시스템.
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