KR20140074565A

KR20140074565A - 터널 조명 통합 제어 시스템

Info

Publication number: KR20140074565A
Application number: KR1020120142651A
Authority: KR
Inventors: 김훈; 한종성; 이민욱
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-06-18
Also published as: KR101462734B1

Abstract

본 발명은 터널 내 조명을 통합하여 제어하는 터널 조명 통합 제어 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 터널 내부의 조명을 제어하는 터널 조명 통합 제어 시스템에 있어서, 터널 외부에 설치되어, 터널 입구의 휘도를 측정하기 위한 휘도측정장치, 터널 내부에 길이 방향을 따라 설치되어 광을 출력하기 위한 조명기구 및 상기 휘도측정장치로부터 측정된 휘도에 따라 상기 조명기구의 광 출력을 제어하는 제어장치를 포함한다. 본 발명에 의하면 터널 통과 차량의 안전에 영향을 주는 요소들을 반영하여 터널내부조명을 제어함으로써, 안전성과 조명품질의 저하 없이 에너지 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

터널 조명 통합 제어 시스템 {Integrated control system for tunnel lighting}

본 발명은 터널 내 조명을 통합하여 제어하는 터널 조명 통합 제어 시스템에 관한 것이다.

우리나라의 차량증가 속도가 엄청나게 빨라지면서 각종 차량도로의 확장, 개선, 신설이 많이 이루어지고 있다. 그리고 지리적, 경제적 여건에 따라 비교적 토지비용이 적게 드는 산지를 이용한 도로개설이 증가하고 있어 대부분의 도로개설 및 확장공사에 터널시공이 가속화되고 있는 추세에 따라 도로에서 터널이 차지하는 비중이 점차 증가하고 있다.

이러한 터널에서는 터널의 내부와 외부의 급격한 휘도 변화로 인해 전방의 사물을 일시적으로 정확히 인지하지 못하게 되는 암 순응현상이나 터널에서 밖으로 나오면서 겪는 명 순응현상이 발생하는데(예를 들어 영화관에 들어갈 때와 나올 때 처음에는 사물을 구분할 수 없으나 점차 시간이 흐르면서 사물을 구분할 수 있는 현상과 같은 것), 이러한 순응현상은 운전자에게 일시적으로 시각장애를 주게 되어 교통사고를 유발시키거나 운전자가 제동장치를 작동시켜 속도를 감속하게 되어 교통 정체현상을 유발시키는 등의 주요 원인이 된다.

따라서 터널조명의 계획에 있어서 일반적으로 적용되는 노면과 벽면 및 천정면의 휘도 조건과 함께 운전자의 시각 순응도를 고려한 조명이 이루어져야 한다. 현재 이러한 운전자의 순응현상을 완화하기 위해 특수한 형태의 조명방법으로 모든 터널을 설계하여 운용하고 있다.

먼저 터널 조명은 야외의 밝은 휘도에 적응된 상태로 터널 내부의 물체를 관측할 수 있도록 하는 경계부 조명 구간과, 시각 순응이 진행된 상태에서 관측하는 물체에 휘도 배경을 주기 위한 이행부 조명 구간과, 순응이 어느 정도 이루어진 상태로 거의 일정한 휘도를 유지하는 기본부 조명구간으로 이루어진다.

이처럼 구성된 터널 내부의 밝기는 국제적인 기준을 권고하고 있는 CIE(국제조명위원회: International Commission on Illumination)의 권고안에 의한 기준휘도로 설계함으로써 터널을 출입하는 운전자는 시각의 평형상태를 유지하게 된다.

이처럼, 터널로 접근중인 운전자의 눈의 순응상태에 대응하는 조명이 필요한데, 경계부에서는 터널의 입구에 다른 부분보다 휘도레벨을 높게 하고, 이행부에서는 터널 내부를 진행할 수록 휘도레벨을 감소시키고, 기본부에서는 순응이 완료된 이후이므로 최소의 조명을 제공하는 식이다.

현재 터널조명은 대부분 연속조광이 어려운 방전램프가 장착된 조명기구로 구성되어 있으며, 조명제어의 경우에도 터널 외부에 위치한 조도계를 통하여 수광된 빛의 양을 통해 터널 내부 조명에 대한 단계별 제어를 실시하고 있다.

실제 터널을 진입하는 운전자 시각의 순응은 외부조도가 아닌 외부휘도에 의해 결정되는데, 고가의 휘도계를 매 터널마다 장착하여 측정하는 것이 불가능하기 때문에 불가피하게 현재 조도계를 이용한 시스템이 계속 이용되고 있다. 또한, 터널 내 오염과 조명기구 출력 감소를 고려하여 초기 설치시 터널 내 밝기를 상향 적용하고 있어 설치 초기와 교체기에 터널조명의 밝기 편차가 발생하게 되는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 카메라를 이용하여 터널 입구의 휘도를 측정하고, 측정된 휘도에 따라 터널 내부의 조명을 제어함으로써, 비교적 저렴한 비용으로 외부휘도에 따른 터널 내부 조명을 제어할 수 있는 터널 조명 통합 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터널 내부의 조명을 제어하는 터널 조명 통합 제어 시스템에 있어서, 터널 외부에 설치되어, 터널 입구의 휘도를 측정하기 위한 휘도측정장치, 터널 내부에 길이 방향을 따라 설치되어 광을 출력하기 위한 조명기구 및 상기 휘도측정장치로부터 측정된 휘도에 따라 상기 조명기구의 광 출력을 제어하는 제어장치를 포함한다.

상기 터널 조명 통합 제어 시스템은 상기 휘도측정장치, 조명기구 및 제어장치 사이에 통신이 이루어지도록 통신환경을 제공하는 통신모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 휘도측정장치는 이미지 센서를 이용하여 터널을 향해 진행하는 운전자 시야의 이미지를 촬영하는 방식으로 터널 야외휘도를 측정할 수 있다. 터널의 입구에서부터 터널 내부의 미리 정해진 거리까지의 부분을 터널 경계부라고 할 때, 상기 휘도측정장치는 상기 터널 외부의 휘도와 함께 동시에 터널 경계부의 휘도도 측정할 수 있다.

상기 휘도측정장치는 터널 내 진입차량의 교통량을 산출할 수 있다.

상기 휘도측정장치는 상기 이미지 센서를 이용하여 터널 외부 및 내부 이미지를 촬영하고, 촬영된 터널 내부 이미지를 통하여 터널 외부 도로 및 주변부와 내부의 노면 및 벽면에 대한 휘도 변화를 감지할 수 있다.

상기 제어장치는 상기 터널 외부 및 경계부의 휘도, 상기 교통량 및 상기 휘도 변화를 기반으로 상기 터널 경계부에 해당하는 조명기구의 광 출력을 제어할 수 있다.

상기 휘도측정장치는 상기 이미지 센서를 이용하여 터널 입구 내부 및 외부를 촬영하고, 촬영한 터널 입구 외부 이미지와, 터널 입구 내부 이미지를 이용하여 차량 운전자에 대한 터널 순응 휘도와 경계부 휘도를 산출할 수 있다.

상기 제어장치는 상기 터널 외부 야외휘도와 교통량의 변화, 터널 내부의 휘도 변화를 반영하여 상기 터널 경계부에 해당하는 조명기구의 광출력을 제어할 수 있다.

차량 운전자가 정해진 속도로 주행시에 제동의 필요를 인지한 지점에서부터 차량이 정지한 지점까지의 거리를 정지거리(Stopping Distance)라고 할 때, 상기 휘도측정장치는 터널 입구에서 정지거리만큼 떨어진 곳에 터널 입구를 향하여 설치될 수 있다.

상기 제어장치는 상기 휘도측정장치에서 산출된 휘도값이 미리 정해진 휘도값이 되도록 상기 조명기구의 광출력을 제어할 수 있다.

상기 조명기구는 LED(Light Emitting Diode)로 구성될 수 있다.

본 발명에 의하면 터널 통과 차량의 안전에 영향을 주는 요소들을 반영하여 터널내부조명을 제어함으로써, 안전성과 조명품질의 저하 없이 에너지 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한 내부 휘도변화 감지를 통하여 광출력을 제어함으로써 보수율 상향 적용이 가능하여 초기 조명설비의 규모를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 조명 통합 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 L20법 또는 광막휘도법을 적용하여 터널 경계부의 휘도를 산출하는 화면예이다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명은 터널 내부의 조명을 제어하는 터널 조명 통합 제어 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 조명 통합 제어 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 터널 조명 통합 제어 시스템은 휘도측정장치(100), 제어장치(200), 조명기구(300), 통신모듈(400)을 포함한다.

휘도측정장치(100)는 터널(10) 외부에 설치되어, 터널 입구(12)의 휘도를 측정하는 역할을 한다.

제어장치(200)는 휘도측정장치(100)로부터 측정된 휘도에 따라 조명기구(300)의 광 출력을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에서 제어장치(200)는 컴퓨터, 또는 서버로 구현될 수 있다.

본 발명에서 제어장치(200)는 휘도측정장치(100)에서 산출된 휘도값이 미리 정해진 휘도값이 되도록 조명기구(300)의 광출력을 제어한다. 예를 들어, 정해진 휘도값이란 국제조명위원회의 권고안에 따른 휘도값일 수 있다.

조명기구(300)는 터널 내부에 길이 방향을 따라 설치되어 광을 출력하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 조명기구(300)는 LED(Light Emitting Diode)인 것이 바람직하다.

통신모듈(400)은 휘도측정장치(100), 조명기구(300) 및 제어장치(200) 사이에 통신이 이루어지도록 통신환경을 제공한다.

본 발명에서 휘도측정장치(100)는 이미지 센서를 이용하여 터널 입구(12)를 촬영하는 방식으로 휘도를 측정한다. 즉, 휘도측정장치(100)는 카메라 등의 이미지 센서를 구비한 기기를 이용하여 터널 입구를 촬영하고, 촬영된 이미지를 분석하는 방식으로 휘도를 측정하는 것이다.

터널의 입구에서부터 터널 내부의 미리 정해진 거리까지의 부분을 터널 경계부라고 할 때, 휘도측정장치(100)는 터널 외부와 터널 경계부의 휘도를 측정하여 산출한다.

그리고, 휘도측정장치(100)는 터널(10) 내 진입차량의 교통량을 산출한다.

그리고, 휘도측정장치(100)는 이미지 센서를 이용하여 터널(10) 내부 이미지를 촬영하고, 촬영된 터널(10) 내부 이미지를 통하여 터널(10) 내부의 노면 및 벽면에 대한 휘도 변화를 감지한다. 이는 터널(10) 내부의 오염 요인에 의한 터널 내부의 노면 및 벽면의 휘도변화를 감지하는 것이다.

제어장치(200)는 터널 경계부의 휘도, 교통량 및 휘도 변화를 모두 고려하여 터널 경계부에 해당하는 조명기구의 광 출력을 제어할 수 있다.

휘도측정장치(100)는 이미지 센서를 이용하여 터널 입구(12) 내부 및 외부를 촬영하고, 촬영한 터널 입구 외부 이미지와, 터널 입구 내부 이미지를 이용하여 차량 운전자에 대한 터널 순응 휘도를 산출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 제어장치(200)는 터널 외부 야외휘도와 교통량 변화, 터널 내부 휘도 변화를 반영하여 터널 경계부에 해당하는 조명기구의 광출력을 제어할 수 있다.

차량 운전자가 정해진 속도로 주행시에 제동의 필요를 인지한 지점에서부터 차량이 정지한 지점까지의 거리를 정지거리(Stopping Distance, SD)라고 할 때, 본 발명의 일 실시예에서 휘도측정장치(100)는 터널 입구(12)에서 정지거리만큼 떨어진 곳에 터널 입구를 향하여 설치되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 정지거리(S.D)는 차량 운전자가 정해진 속도로 주행시에 제동의 필요를 인지한 지점에서부터 차량이 정지한 지점까지의 거리를 말한다.

차량 운전자가 터널 입구를 주시하는 주시점(22)에서부터 정지거리(S.D)만큼 떨어진 곳을 기준점(24)이라고 할 때, 본 발명의 휘도측정장치(100)는 기준점(24)에 위치하는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로 휘도측정장치(100)는 도로의 측면에 위치하며, 운전자의 눈높이인 1.5 미터 높이에 터널입구를 향하여 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제어장치(200)는 휘도측정장치(100)에서 촬영된 이미지를 이용하여 터널 경계부 휘도를 산출함에 있어서, L20법과 광막휘도법의 2가지 계산법을 적용하여 경계부 휘도를 산출할 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 L20법을 적용하여 터널 경계부의 휘도를 산출하는 화면예이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100 휘도측정장치 200 제어장치
300 조명기구 400 통신모듈
10 터널 12 터널입구

Claims

터널 내부의 조명을 제어하는 터널 조명 통합 제어 시스템에 있어서,
터널 외부에 설치되어, 터널 입구의 휘도를 측정하기 위한 휘도측정장치;
터널 내부에 길이 방향을 따라 설치되어 광을 출력하기 위한 조명기구; 및
상기 휘도측정장치로부터 측정된 휘도에 따라 상기 조명기구의 광 출력을 제어하는 제어장치를 포함하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 터널 조명 통합 제어 시스템은 상기 휘도측정장치, 조명기구 및 제어장치 사이에 통신이 이루어지도록 통신환경을 제공하는 통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 휘도측정장치는 이미지 센서를 이용하여 터널 입구를 촬영하는 방식으로 휘도를 측정하는 것임을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제3항에 있어서,
터널의 입구에서부터 터널 내부의 미리 정해진 거리까지의 부분을 터널 경계부라고 할 때,
상기 휘도측정장치는 상기 터널 경계부의 휘도를 측정하는 것임을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 휘도측정장치는 터널 내 진입차량의 교통량을 산출하는 것임을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제5항에 있어서,
상기 휘도측정장치는 상기 이미지 센서를 이용하여 터널 내부 이미지를 촬영하고, 촬영된 터널 내부 이미지를 통하여 터널 내부의 노면 및 벽면에 대한 휘도 변화를 감지하는 것임을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 터널 경계부의 휘도, 상기 교통량 및 상기 휘도 변화를 기반으로 상기 터널 경계부에 해당하는 조명기구의 광 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 휘도측정장치는 상기 이미지 센서를 이용하여 터널 입구 내부 및 외부를 촬영하고, 촬영한 터널 입구 외부 이미지와, 터널 입구 내부 이미지를 이용하여 차량 운전자에 대한 터널 순응 휘도를 산출하는 것을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 터널 경계부의 휘도와 상기 터널 순응 휘도를 반영하여 상기 터널 경계부에 해당하는 조명기구의 광출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제1항에 있어서,
차량 운전자가 정해진 속도로 주행시에 제동의 필요를 인지한 지점에서부터 차량이 정지한 지점까지의 거리를 정지거리(Stopping Distance)라고 할 때,
상기 휘도측정장치는 터널 입구에서 정지거리만큼 떨어진 곳에 터널 입구를 향하여 설치되는 것임을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 휘도측정장치에서 산출된 휘도값이 미리 정해진 휘도값이 되도록 상기 조명기구의 광출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조명기구는 LED(Light Emitting Diode)인 것임을 특징으로 하는 터널 조명 통합 제어 시스템.