KR20190062754A

KR20190062754A - 가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법

Info

Publication number: KR20190062754A
Application number: KR1020170161265A
Authority: KR
Inventors: 김응상; 조경희
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-06-07
Also published as: KR102270708B1

Abstract

본 출원은 가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어방법은, 가로등의 설치위치에 대응하는 지역정보에 따라, 상기 가로등의 목표조도를 설정하는 목표조도설정단계; 상기 목표조도에 따라 상기 가로등에 전력을 공급하고, 상기 설치위치의 조도를 측정하여 측정조도를 생성하는 전력공급단계; 및 상기 측정조도를 상기 목표조도와 비교하여, 상기 가로등에 공급하는 전력공급량을 제어하는 전력제어단계를 포함할 수 있다.

Description

가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법 {Apparatus for controlling power supply of streetlight and method for the same}

본 출원은 가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가로등이 설치되는 지역특성에 따라 조도를 제어할 수 있는 가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법에 관한 것이다.

가로등은 거리의 조명이나 교통의 안전, 또는 미관 따위를 위하여 길가를 따라 설치해놓은 전기시설로서, 가설 형식에 따라 다등식(多燈式), 현수식(懸垂式), 주두식(柱頭式) 따위가 있다.

상기와 같은 조명기구는 가로를 따라 복수 개, 예를 들면, 수십 내지 수백 개가 설치되는 것이 일반적이어서 중앙관제 또는 메인배전반에서 일괄하여 점등, 소등을 제어하도록 되어 있거나 CdS(cadmium sulfide)셀 등과 같은 광전도소자를 이용하여 야간에만 자동으로 점등되도록 하는 구동방식이 적용되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0000570호

본 출원은, 가로등이 설치되는 지역특성에 따라 조도를 제어할 수 있는 가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법을 제공하고자 한다.

본 출원은, 계절별, 지역별로 가로등에 대한 최적의 전력공급패턴을 추출할 수 있는 가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법을 제공하고자 한다.

본 출원은, 지역특성을 반영하여 효율적으로 전력을 사용할 수 있는 가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어방법은, 가로등의 설치위치에 대응하는 지역정보에 따라, 상기 가로등의 목표조도를 설정하는 목표조도설정단계; 상기 목표조도에 따라 상기 가로등에 전력을 공급하고, 상기 설치위치의 조도를 측정하여 측정조도를 생성하는 전력공급단계; 및 상기 측정조도를 상기 목표조도와 비교하여, 상기 가로등에 공급하는 전력공급량을 제어하는 전력제어단계를 포함할 수 있다.

여기서 상기 목표조도설정단계는, 기 설정된 지역분포지도를 이용하여 상기 설치위치에 대응하는 지역정보를 수집하고, 상기 지역정보에 대응하여 설정되는 한계조도를 상기 가로등의 목표조도로 설정할 수 있다.

여기서 상기 지역분포지도는, 복수의 설치위치에서 측정한 주변조도패턴을 클러스터링 기법을 이용하여 그룹핑(grouping)하고, 상기 그룹핑된 주변조도패턴에 대응하는 지역정보를 매칭하여 표시한 것으로, 상기 주변조도패턴은 상기 가로등의 소등상태에서 기 설정된 시간간격동안 상기 설치위치에서 측정한 조도값일 수 있다.

여기서 상기 지역정보는, 상업지역, 공동주택, 단독주택, 차도, 외곽 차도, 공장지역, 공원지역 및 관공서지역을 포함할 수 있다.

여기서 상기 목표조도설정단계는, 상기 지역정보에 대응하여 기 설정된 한계조도가 설정된 테이블표를 이용하여, 상기 지역정보에 따른 한계조도를 추출할 수 있다.

여기서 상기 전력공급단계는, 상기 목표조도에서 주변조도만큼 차감한 조도에 대응하는 전력을 상기 가로등에 공급하는 것으로, 상기 주변조도는 상기 설치위치에서 상기 가로등을 소등한 상태에서 측정한 조도값일 수 있다.

여기서 상기 전력제어단계는, 상기 전력공급량에 따라, 상기 가로등에 대한 디밍(dimming)제어 또는 온-오프제어를 수행할 수 있다.

여기서 상기 전력제어단계는, 상기 가로등이 디밍제어를 지원하는 경우, 실시간으로 상기 목표조도와 상기 측정조도를 비교하여, 상기 측정조도가 상기 목표조도 미만인 경우에는 상기 가로등에 공급하는 전력량을 상승시키고, 상기 측정조도가 상기 목표조도 이상이면 상기 가로등에 공급하는 전력량을 감소시킬 수 있다.

여기서 상기 전력제어단계는, 상기 가로등이 온-오프제어를 지원하는 경우, 실시간으로 상기 목표조도와 상기 측정조도를 비교하여, 상기 측정조도가 상기 목표조도 이상이면, 상기 측정조도에서 목표조도를 차감한 잉여조도에 대응하는 잉여자원을 산출할 수 있다.

여기서 상기 전력제어단계는, 상기 가로등에 공급하는 전력의 시간에 따른 변화인 전력공급패턴과, 상기 전력공급패턴에 대응하는 측정조도를 데이터베이스로 저장하는 과정; 및 상기 데이터베이스에 머신러닝을 적용하여, 계절별 전력공급패턴 또는 지역별 전력공급패턴을 추출하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어 장치는, 가로등의 설치위치에 대응하는 지역정보에 따라, 상기 가로등의 목표조도를 설정하는 목표조도설정부; 상기 설치위치에서 측정한 측정조도를 수신하는 수신부; 및 상기 목표조도에 따라 상기 가로등에 전력을 공급하고, 상기 측정조도를 상기 목표조도와 비교하여, 상기 가로등에 공급하는 전력공급량을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서 상기 목표조도설정부는, 기 설정된 지역분포지도를 이용하여 상기 설치위치에 대응하는 지역정보를 수집하고, 상기 지역정보에 대응하여 설정되는 한계조도를 상기 가로등의 목표조도로 설정할 수 있다.

여기서 상기 목표조도설정부는, 상기 지역정보에 대응하여 기 설정된 한계조도가 설정된 테이블표를 이용하여, 상기 지역정보에 따른 한계조도를 추출할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 목표조도에서 주변조도만큼 차감한 조도에 대응하는 전력을 상기 가로등에 공급하며, 상기 주변조도는 상기 설치위치에서 상기 가로등을 소등한 상태에서 측정한 조도값일 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 전력공급량에 따라, 상기 가로등에 대한 디밍(dimming)제어 또는 온-오프제어를 수행할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 가로등이 디밍제어를 지원하는 경우, 실시간으로 상기 목표조도와 상기 측정조도를 비교하여, 상기 측정조도가 상기 목표조도 미만인 경우에는 상기 가로등에 공급하는 전력량을 상승시키고, 상기 측정조도가 상기 목표조도 이상이면 상기 가로등에 공급하는 전력량을 감소시킬 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 가로등이 온-오프제어를 지원하는 경우, 실시간으로 상기 목표조도와 상기 측정조도를 비교하여, 상기 측정조도가 상기 목표조도 이상이면, 상기 측정조도에서 목표조도를 차감한 잉여조도에 대응하는 잉여자원을 산출할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 가로등에 공급하는 전력의 시간에 따른 변화인 전력공급패턴과, 상기 전력공급패턴에 대응하는 측정조도를 데이터베이스로 저장하고, 상기 데이터베이스에 머신러닝을 적용하여, 계절별 전력공급패턴 또는 지역별 전력공급패턴을 추출할 수 있다.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법에 의하면, 가로등이 설치되는 지역을 주택지역, 상업지역 등으로 구별하고, 각각의 지역별 특성에 따라, 상이한 조도를 출력하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 각각의 지역별로 필요한 양의 조도를 제공할 수 있으므로, 효율적인 전력사용이 가능하며, 각 지역의 주민들의 편의성을 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어장치 및 가로등 전력제어방법에 의하면, 계절별, 지역별로 가로등에 대한 최적의 전력공급패턴을 추출할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어 시스템을 나타내는 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 지역분포지도를 나타내는 개략도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 지역정보별 한계조도 테이블이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등전력제어방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "~부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어 시스템을 나타내는 개략도이다.

도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어 시스템은, 가로등(1), 조도센서(10) 및 가로등 전력제어 장치(100)를 포함할 수 있다.

이하, 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어 시스템을 설명한다.

가로등(1)은 기 설정된 설치위치에 설치될 수 있으며, 입력받은 전력에 따라 빛을 출력할 수 있다. 즉, 가로등(1)은 설치위치의 조도를 목표조도로 유지하도록 빛을 출력할 수 있다. 여기서, 각각의 설치위치별로 상이한 목표조도가 설정될 수 있으며, 가로등(1)은 각각의 목표조도에 대응하는 빛을 출력할 수 있다. 이때, 가로등(1)의 밝기는 가로등 전력제어 장치(100)에 의하여 제어될 수 있다. 가로등(1)은 광원으로 고압수은램프, 형광램프, 나트륨램프, 칼륨램프 등의 램프를 이용할 수 있으며, 실시예에 따라서는 LED(Light Emitting Diode) 램프를 광원으로 이용하는 것도 가능하다.

조도센서(10)는 설치위치의 조도를 측정할 수 있으며, 측정결과를 가로등 전력제어 장치(100)로 전송할 수 있다. 조도센서(10)는 각각의 가로등(1)에 설치되거나, 가로등(1)의 근처에 위치하는 분전반 등에 설치될 수 있다. 실시예에 따라서는, 조도센서(10)를 해당 설치위치에 일시적으로 설치하여 조도를 측정하고, 이후 철거하는 것도 가능하다. 조도센서(10)는 수신하는 빛의 세기에 대응하여 전기신호를 생성할 수 있으며, 생성한 전기신호를 유선 또는 무선을 통하여 전력제어 장치(100)로 전송할 수 있다.

가로등 전력 제어장치(100)는 가로등(1)에 공급하는 전력을 제어할 수 있다. 가로등 전력 제어장치(100)는 각각의 가로등(1)이 설치되는 설치위치에 따라 목표조도를 설정할 수 있으며, 목표조도를 유지할 수 있도록 공급하는 전력을 제어할 수 있다. 종래에는, 가로등(1)이 설치되는 설치위치의 특성을 고려하지 않고 일괄적으로 가로등(1)의 동작을 제어하였다. 그러나, 밤늦게까지 많은 사람들이 활동하는 상업지역과, 늦은 밤에는 대부분의 사람들이 취침하는 공동주택이나 단독주택 등 주택지역의 경우, 주민들이 요구하는 조도는 상이할 수 있다. 또한, 각 계절별로 주민들이 요구하는 가로등(1)의 점등시간과 소등시간 등도 상이할 수 있다. 따라서, 서로 다른 지역에 위치하는 가로등(1)을 일괄적으로 제어하는 경우에는, 주민들의 생활상에 불편함이 있을 수 있으며, 불필요한 가로등(1)의 운영 등으로 인한 전력낭비 등도 발생할 수 있다.

반면에, 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력 제어장치(100)에 의하면, 각각의 지역별로 필요한 조도를 제공할 수 있으므로, 해당 지역 내 주민들의 편의성을 높일 수 있으며, 불필요한 전력낭비를 방지할 수 있다. 또한, 시간별, 계절별로 최적의 전력공급패턴을 추출하여 활용할 수 있으므로, 보다 효율적인 전력운용을 수행하는 것도 가능하다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력 제어장치(100)에 대하여 구체적으로 설명한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어장치를 나타내는 블록도이다.

도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어장치(100)는 목표조도설정부(110), 수신부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.

목표조도설정부(110)는 가로등(1)의 설치위치에 대응하는 지역정보에 따라 가로등(1)의 목표조도를 설정할 수 있다. 목표조도설정부(110)는 기 설정된 지역분포지도를 이용하여 설치위치에 대응하는 지역정보를 수집할 수 있다. 이후, 각각의 지역정보에 대응하는 한계조도를 추출할 수 있으며, 추출한 한계조도를 해당 설치위치에 위치하는 가로등(1)의 목표조도로 설정할 수 있다.

지역분포지도는 도3과 같이 나타날 수 있으며, 도3의 A는 공동주택, B는 공원지역, C는 상업지역, D는 단독주택 영역일 수 있다. 즉, 지역분포지도에는 각각의 영역에 대응하는 지역정보가 표시될 수 있다. 따라서, 지역분포지도를 이용하면, 각각의 가로등(1)의 설치위치가 어느 지역에 해당하는지를 확인할 수 있으며, 그에 대응하는 지역정보를 추출하는 것이 가능하다. 예를들어, 가로등(1)의 설치위치가 P1인 경우에는 지역정보를 A에 대응하는 공동주택으로 설정할 수 있으며, 설치위치가 P2인 경우에는 지역정보를 B에 대응하는 공원지역으로 설정할 수 있다. 또한, P3 및 P4에 대하여도 동일한 방식으로 대응하는 지역정보를 추출하는 것이 가능하다. 여기서, 지역분포지도에 포함되는 지역정보에는 상업지역, 공동주택, 단독주택, 차도, 외곽 차도, 공장지역, 공원지역 관공서 지역 등이 포함될 수 있다.

한편, 실시예에 따라서는, 가로등 전력제어장치(100)가 지역분포지도를 직접 생성하여 활용하는 것도 가능하다.

구체적으로, 가로등 전력제어장치(100)는 가로등(1)을 소등한 상태에서, 각각의 설정위치에서의 조도를 측정하여 주변조도를 측정할 수 있다. 이때, 주변조도를 시간별로 측정하여 주변조도패턴을 생성할 수 있으며, 각각의 설치위치에서의 주변조도패턴에 대하여 클러스터링(clustering) 기법을 적용하여 그룹핑(grouping)할 수 있다. 즉, 측정한 주변조도패턴들 사이의 유사도를 확인한 후, 서로 유사한 것으로 판별되는 주변조도패턴들을 각각의 그룹으로 그룹핑할 수 있다.

예를들어, 상업지역의 경우 상업지역 내에 위치하는 상점들의 간판 등에서 발생하는 빛에 의하여 높은 조도가 밤늦게까지 유지될 수 있으므로, 이러한 주변조도패턴을 가지는 경우에는 상업지역으로 판별할 수 있다. 또한, 공원지역의 경우에는 주변에 가로등(1) 이외의 광원이 존재하지 않으므로, 주변조도패턴이 지속적으로 어두운 경우에는 공원지역으로 판별할 수 있다. 단독주택이나 공동주택 지역의 경우에는 주택 등에서 발생하는 광원이 존재하지만 상업지역에 비하여는 상대적으로 어두우며, 21시 이후에는 광원이 대부분 없어지는 패턴을 가질 수 있다. 따라서, 이와 유사한 주변조도패턴을 가지는 경우에는 단독주택이나 공동주택 지역으로 설정할 수 있다.

상술한 바와같이, 각각의 지역은 그 특성에 따라 주변조도패턴이 상이하게 나타날 수 있으므로, 이를 바탕으로 각각의 지역을 구별하고 그에 대응하는 지역정보를 매칭시켜 상기 지역분포지도를 생성할 수 있다.

이외에도, 각각의 지역에 해당하는 다양한 지역정보가 설정된 지도들을 지역분포지도로 활용할 수 있으며, 예를들어 도시계획지도를 지역분포지도로 활용하는 것도 가능하다. 다만, 실시예에 따라서는, 도시계획지도를 일부 보정하여 지역분포지도로 생성하는 것도 가능하다. 즉, 도시계획지도에 따라 지역정보를 설정한 후, 주변조도패턴을 이용하여 판별한 결과가 상이한 지역에 대하여는 이를 보정하는 방식으로 지역분포지도를 생성할 수 있다.

한편, 목표조도설정부(110)는 지역분포지도를 이용하여, 각각의 설치지역에 대응하는 지역정보를 추출할 수 있으며, 이후 추출한 지역정보에 대응하는 한계조도를 확인할 수 있다. 여기서, 각각의 지역정보에 대응하는 한계조도는 미리 설정되어 있을 수 있으며, 도4에 도시한 바와 같이, 테이블표로 저장되어 있을 수 있다. 한계조도는 해당 지역정보에 대응하는 지역에 제공해야하는 최소한의 조도로 미리 설정된 조도값일 수 있다.

따라서, 각각의 지역의 특성에 따라 한계조도가 설정될 수 있으며, 각각의 한계조도는 시간별로 달리 설정될 수 있다. 구체적으로, 공동주택이나 단독주택지역의 경우 19시까지는 한계조도를 높게 설정하지만, 21시 이후에는 한계조도가 낮게 설정되는 것을 확인할 수 있다. 이는 주민들의 생활패턴을 고려하여, 19시까지는 주민들의 생활에 필요한 조명을 충분히 제공하고, 이후 가로등에 의하여 숙면에 방해되지 않도록 한계조도를 낮게 설정하는 것일 수 있다. 다만, 범죄나 사고 예방 등을 위하여 늦은밤에도 최소한의 조도는 제공하도록 한계조도를 설정할 수 있다. 여기서, 도4의 테이블표는 일 실시예로, 테이블표는 각각의 지역별 특성에 따라 다양한 방식으로 설정될 수 있다.

따라서, 목표조도설정부(110)는 지역분포지도를 이용하여 설치위치에 해당하는 지역정보를 추출할 수 있으며, 이후 지역정보에 대응하는 한계조도를 추출하여, 해당 설치지역의 목표조도로 설정할 수 있다.

수신부(120)는 설치위치에서 측정한 측정조도를 수신할 수 있다. 즉, 목표조도를 설정한 후 가로등(1)에 전력이 공급되면, 설치위치에 가로등(1)에 의한 빛이 조사될 수 있다. 이때, 조도센서(10)는 설치위치의 조도를 측정하여 측정조도를 생성할 수 있으며, 수신부(120)는 조도센서(10)로부터 측정조도를 수신할 수 있다. 여기서, 조도센서(10)는 생성한 측정조도를 유선 또는 무선 통신을 통하여 전송할 수 있다.

제어부(130)는 가로등(1)에 공급하는 전력을 제어할 수 있다. 목표조도가 설정되면, 제어부(130)는 먼저 가로등(1)에 설정된 목표조도에 따라 전력을 공급하여 가로등(1)이 동작하도록 할 수 있다. 이때, 실시예에 따라서는, 제어부(130)가 가로등(1)의 주변조도를 고려하여 가로등(1)에 전력을 공급할 수 있다. 즉, 설치위치 주위에는 간판 등의 광원이 존재하는 경우가 있을 수 있으며, 이 경우 간판 등의 광원이 제공하는 주변조도에 의하여 이미 설치위치가 어느 정도 밝을 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 목표조도에서 주변조도만큼 차감한 조도에 대응하는 전력을 가로등(1)에 공급하도록 제어할 수 있으며, 이를 통하여 가로등(1)에서 소모되는 전력을 절감할 수 있다.

이후 제어부(130)는 수신부(120)로부터 수신한 측정조도와 목표조도를 비교하여, 가로등(1)에 공급하는 전력공급량을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 측정조도와 목표조도를 비교하는 방식으로 피드백 제어(feedback control)를 수행할 수 있으며, 이를 통하여 측정조도가 목표조도에 도달하도록 제어할 수 있다. 여기서, 측정조도에는 주변조도와 가로등(1)에 의한 조도가 모두 포함되므로, 주변조도에 의한 효과를 고려한 제어가 가능하다.

구체적으로, 제어부(130)는 실시간으로 측정조도와 목표조도를 비교할 수 있으며, 측정조도가 목표조도 이상인 경우에는 가로등(1)에 공급하는 전력공급량을 감소시키고, 측정조도가 목표조도 미만인 경우에는 가로등(1)에 공급하는 전력공급량을 증가시키는 방식으로 제어를 수행할 수 있다. 여기서, 디밍(dimming) 제어를 지원하는 가로등(1)의 경우에는 입력하는 전력공급량에 따라 가로등(1)의 밝기를 단계별로 조절이 가능하다.

반면에, 디밍 제어를 지원하지 않고, 온-오프(on-off) 제어만을 수행하는 가로등(1)이 존재할 수 있다. 이 경우, 전력공급량에 따른 밝기 제어가 어려우므로, 제어부(130)는 측정조도가 목표조도 이상이면 측정조도에서 목표조도를 차감한 잉여조도에 대응하는 잉여자원을 산출하고, 이를 관리할 수 있다.

추가적으로, 실시예에 따라서는 목표조도를 한계조도 대신에 표준조도로 설정하는 경우가 있을 수 있다. 여기서, 한계조도는 해당지역에 공급해야하는 최소한의 조도이고, 표준조도는 해당지역에 공급할 것으로 권장되는 조도일 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 표준조도를 목표조도로 설정한 후, 그에 따른 전력을 제어할 수 있으며, 이후 측정조도에서 한계조도를 차감한 잉여조도에 대응하는 잉여자원을 산출하고 관리할 수 있다.

이외에도, 제어부(130)는 머신러닝(machine learning)을 활용하여 가로등(1)에 공급하는 전력공급패턴을 최적화할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 가로등(1)에 공급하는 전력의 시간에 따른 변화인 전력공급패턴과, 각각의 전력공급패턴에 대응하는 측정조도를 데이터베이스에 누적하여 저장할 수 있다. 이후 저장된 데이터베이스에 머신러닝을 적용하여, 계절별 전력공급패턴 또는 지역별 전력공급패턴을 추출할 수 있다.

즉, 머신러닝을 이용하면, 각각의 계절별 또는 지역별로 전력공급패턴들을 그룹핑할 수 있으며, 각각의 계절별 또는 지역별로 전력공급을 최소화하면서도 측정조도가 목표조도와 일치하는 전력공급패턴들을 추출할 수 있다. 따라서, 이를 활용하여 최적화된 가로등(1) 제어를 수행하는 것이 가능하다. 특히, 최적화된 전력공급패턴을 활용하는 경우에는, 실시간으로 측정조도와 목표조도를 비교하는 과정을 생략할 수 있다. 따라서, 조도센서(10)는 설치위치의 가로등(1)이나 분전반 등이 설치되지 않을 수 있으며, 정기적으로 각각의 설치위치에서의 조도를 측정하는 것으로 대체될 수 있다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어방법을 나타내는 순서도이다.

도5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어방법은, 목표조도설정단계(S10), 전력공급단계(S20) 및 제어단계(S30)를 포함할 수 있다.

이하, 도5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 가로등 전력제어장치에서의 가로등 전력제어방법을 설명한다.

목표조도설정단계(S10)에서는, 가로등의 설치위치에 대응하는 지역정보에 따라, 가로등의 목표조도를 설정할 수 있다. 지역분포지도에는 각각의 설치위치에 대응하는 지역정보가 표시될 수 있으므로, 먼저 지역분포지도를 이용하여 각각의 설치위치에 대응하는 지역정보를 추출할 수 있다.

이후, 각각의 지역정보에 대응하는 한계조도를 추출하고, 이를 가로등의 목표조도로 설정할 수 있다. 한계조도는 각각의 지역정보에 대응하여 설정될 수 있으며, 테이블표 등에 미리 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 가로등의 설치위치에 대응하는 지역정보에 따라 가로등의 목표조도를 설정하는 것이 가능하다.

지역분포지도는 각각의 지역별로 지역정보가 표시되는 지도로, 각각의 설치위치에서 측정한 주변조도패턴을 클러스터링 기법을 통하여 그룹핑하는 등의 방식으로 생성할 수 있다. 다만, 지역분포지도와 관련하여는 앞서 설명하였으므로, 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.

전력공급단계(S20)에서는, 목표조도에 따라 가로등에 전력을 공급할 수 있으며, 설치위치의 조도를 측정하여 측정조도를 생성할 수 있다. 목표조도가 설정되면, 가로등에 전력을 공급하여 가로등이 목표조도에 대응하는 빛을 출력하도록 할 수 있다. 실시예에 따라서는, 가로등의 주변조도를 고려하여 가로등에 전력을 공급할 수 있다. 즉, 목표조도에서 주변조도만큼 차감한 조도에 대응하는 전력을 가로등에 공급하도록 하여, 가로등에서 소모되는 전력을 절감할 수 있다. 한편, 가로등이 빛을 출력하기 시작하면, 설치위치의 조도를 측정하여 측정조도를 생성하도록 할 수 있다.

전력제어단계(S30)에서는, 측정조도를 목표조도와 비교하여, 가로등에 공급하는 전력공급량을 제어할 수 있다. 즉, 측정조도와 목표조도를 비교하는 방식으로 피드백 제어(feedback control)를 수행할 수 있으며, 이를 통하여 측정조도가 목표조도에 도달하도록 제어할 수 있다. 여기서, 측정조도에는 주변조도와 가로등에 의한 조도가 모두 포함되므로, 주변조도에 의한 효과를 고려한 제어가 가능하다.

전력제어단계(S30)에서는 실시간으로 측정조도와 목표조도를 비교할 수 있으며, 측정조도가 목표조도 이상인 경우에는 가로등에 공급하는 전력공급량을 감소시키고, 측정조도가 목표조도 미만인 경우에는 가로등에 공급하는 전력공급량을 증가시키는 방식으로 제어를 수행할 수 있다. 여기서, 디밍(dimming) 제어를 지원하는 가로등의 경우에는 입력하는 전력공급량에 따라 가로등의 밝기를 단계별로 조절이 가능하다.

반면에, 디밍 제어를 지원하지 않고, 온-오프(on-off) 제어만을 수행하는 가로등이 존재할 수 있다. 이 경우, 측정조도가 목표조도 이상이면 측정조도에서 목표조도를 차감한 잉여조도에 대응하는 잉여자원을 산출하고, 이를 관리할 수 있다.

이외에도, 전력제어단계(S30)에서는 머신러닝(machine learning)을 활용하여 가로등에 공급하는 전력공급패턴을 최적화할 수 있다. 구체적으로, 가로등에 공급하는 전력의 시간에 따른 변화인 전력공급패턴과, 각각의 전력공급패턴에 대응하는 측정조도를 데이터베이스에 누적하여 저장하는 과정을 수행할 수 있다. 이후 저장된 데이터베이스에 머신러닝을 적용하여, 계절별 전력공급패턴 또는 지역별 전력공급패턴을 추출하는 과정을 수행할 수 있다.

즉, 머신러닝을 이용하면, 각각의 계절별 또는 지역별로 전력공급패턴들을 그룹핑할 수 있으며, 각각의 계절별 또는 지역별로 전력공급을 최소화하면서도 측정조도가 목표조도와 일치하는 전력공급패턴들을 추출할 수 있다. 따라서, 이를 활용하여 최적화된 가로등 제어를 수행하는 것이 가능하다. 특히, 최적화된 전력공급패턴을 활용하는 경우에는, 실시간으로 측정조도와 목표조도를 비교하는 과정을 생략할 수 있다. 이 경우, 조도센서는 설치위치의 가로등이나 분전반 등이 설치되지 않을 수 있으며, 정기적으로 각각의 설치위치에서의 조도를 측정하는 것으로 대체할 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.

1: 가로등 10: 조도센서
100: 가로등전력제어장치 110: 목표조도설정부
120: 수신부 130: 제어부
S10: 목표조도설정단계 S20: 전력공급단계
S30: 전력제어단계

Claims

가로등의 설치위치에 대응하는 지역정보에 따라, 상기 가로등의 목표조도를 설정하는 목표조도설정단계;
상기 목표조도에 따라 상기 가로등에 전력을 공급하고, 상기 설치위치의 조도를 측정하여 측정조도를 생성하는 전력공급단계; 및
상기 측정조도를 상기 목표조도와 비교하여, 상기 가로등에 공급하는 전력공급량을 제어하는 전력제어단계를 포함하는 가로등 전력제어방법.
제1항에 있어서, 상기 목표조도설정단계는
기 설정된 지역분포지도를 이용하여 상기 설치위치에 대응하는 지역정보를 수집하고, 상기 지역정보에 대응하여 설정되는 한계조도를 상기 가로등의 목표조도로 설정하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어방법.
제2항에 있어서, 상기 지역분포지도는
복수의 설치위치에서 측정한 주변조도패턴을 클러스터링 기법을 이용하여 그룹핑(grouping)하고, 상기 그룹핑된 주변조도패턴에 대응하는 지역정보를 매칭하여 표시한 것으로,
상기 주변조도패턴은 상기 가로등의 소등상태에서 기 설정된 시간간격동안 상기 설치위치에서 측정한 조도값인 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어방법.
제3항에 있어서, 상기 지역정보는
상업지역, 공동주택, 단독주택, 차도, 외곽 차도, 공장지역, 공원지역 및 관공서지역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어방법.
제2항에 있어서, 상기 목표조도설정단계는
상기 지역정보에 대응하여 기 설정된 한계조도가 설정된 테이블표를 이용하여, 상기 지역정보에 따른 한계조도를 추출하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어방법.
제1항에 있어서, 상기 전력공급단계는
상기 목표조도에서 주변조도만큼 차감한 조도에 대응하는 전력을 상기 가로등에 공급하는 것으로, 상기 주변조도는 상기 설치위치에서 상기 가로등을 소등한 상태에서 측정한 조도값인 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어방법.
제1항에 있어서, 상기 전력제어단계는
상기 전력공급량에 따라, 상기 가로등에 대한 디밍(dimming)제어 또는 온-오프제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어방법.
제7항에 있어서, 상기 전력제어단계는
상기 가로등이 디밍제어를 지원하는 경우, 실시간으로 상기 목표조도와 상기 측정조도를 비교하여, 상기 측정조도가 상기 목표조도 미만인 경우에는 상기 가로등에 공급하는 전력량을 상승시키고, 상기 측정조도가 상기 목표조도 이상이면 상기 가로등에 공급하는 전력량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어방법.
제7항에 있어서, 상기 전력제어단계는
상기 가로등이 온-오프제어를 지원하는 경우, 실시간으로 상기 목표조도와 상기 측정조도를 비교하여, 상기 측정조도가 상기 목표조도 이상이면, 상기 측정조도에서 목표조도를 차감한 잉여조도에 대응하는 잉여자원을 산출하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어방법.
제1항에 있어서, 상기 전력제어단계는
상기 가로등에 공급하는 전력의 시간에 따른 변화인 전력공급패턴과, 상기 전력공급패턴에 대응하는 측정조도를 데이터베이스로 저장하는 과정; 및
상기 데이터베이스에 머신러닝을 적용하여, 계절별 전력공급패턴 또는 지역별 전력공급패턴을 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어방법.
가로등의 설치위치에 대응하는 지역정보에 따라, 상기 가로등의 목표조도를 설정하는 목표조도설정부;
상기 설치위치에서 측정한 측정조도를 수신하는 수신부; 및
상기 목표조도에 따라 상기 가로등에 전력을 공급하고, 상기 측정조도를 상기 목표조도와 비교하여, 상기 가로등에 공급하는 전력공급량을 제어하는 제어부를 포함하는 가로등 전력제어장치.
제11항에 있어서, 상기 목표조도설정부는
기 설정된 지역분포지도를 이용하여 상기 설치위치에 대응하는 지역정보를 수집하고, 상기 지역정보에 대응하여 설정되는 한계조도를 상기 가로등의 목표조도로 설정하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어장치.
제12항에 있어서, 상기 지역분포지도는
복수의 설치위치에서 측정한 주변조도패턴을 클러스터링 기법을 이용하여 그룹핑(grouping)하고, 상기 그룹핑된 주변조도패턴에 대응하는 지역정보를 매칭하여 표시한 것으로,
상기 주변조도패턴은 상기 가로등의 소등상태에서 기 설정된 시간간격동안 상기 설치위치에서 측정한 조도값인 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어장치.
제13항에 있어서, 상기 지역정보는
상업지역, 공동주택, 단독주택, 차도, 외곽 차도, 공장지역, 공원지역 및 관공서지역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어장치.
제12항에 있어서, 상기 목표조도설정부는
상기 지역정보에 대응하여 기 설정된 한계조도가 설정된 테이블표를 이용하여, 상기 지역정보에 따른 한계조도를 추출하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어장치.
제11항에 있어서, 상기 제어부는
상기 목표조도에서 주변조도만큼 차감한 조도에 대응하는 전력을 상기 가로등에 공급하며, 상기 주변조도는 상기 설치위치에서 상기 가로등을 소등한 상태에서 측정한 조도값인 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어장치.
제11항에 있어서, 상기 제어부는
상기 전력공급량에 따라, 상기 가로등에 대한 디밍(dimming)제어 또는 온-오프제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어장치.
제17항에 있어서, 상기 제어부는
상기 가로등이 디밍제어를 지원하는 경우, 실시간으로 상기 목표조도와 상기 측정조도를 비교하여, 상기 측정조도가 상기 목표조도 미만인 경우에는 상기 가로등에 공급하는 전력량을 상승시키고, 상기 측정조도가 상기 목표조도 이상이면 상기 가로등에 공급하는 전력량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어장치.
제17항에 있어서, 상기 제어부는
상기 가로등이 온-오프제어를 지원하는 경우, 실시간으로 상기 목표조도와 상기 측정조도를 비교하여, 상기 측정조도가 상기 목표조도 이상이면, 상기 측정조도에서 목표조도를 차감한 잉여조도에 대응하는 잉여자원을 산출하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어장치.
제11항에 있어서, 상기 제어부는
상기 가로등에 공급하는 전력의 시간에 따른 변화인 전력공급패턴과, 상기 전력공급패턴에 대응하는 측정조도를 데이터베이스로 저장하고, 상기 데이터베이스에 머신러닝을 적용하여, 계절별 전력공급패턴 또는 지역별 전력공급패턴을 추출하는 것을 특징으로 하는 가로등 전력제어장치.