公路照明系统及控制方法与流程

本发明涉及一种交通照明技术，特别涉及一种公路照明系统及控制方法。

背景技术：

能源是推动人类文明不断向前发展的基础动力。在当今时代，人类社会更是处处都要用到能源。在我国每年用于城镇公共照明的能源支出高到300多亿元，其中路灯照明的能源支出占35%以上。现我国路灯照明领域的路灯总数超过三千万盏，每年新增路灯数量10%，约300万盏。其中仅计算景观灯和路灯等照明设施的用电量，其年用电量就占中国总发电量的5%左右，相当于三峡水力发电的年发电能力。基于以上原因，城市道路照明的能耗问题已经越来越受到重视。

路灯是城市建设中必备的系统之一，随着现有公路系统的快速发展，一般路灯已经渐渐不能适应交通事业发展的进度。夜间路灯的照明时间长短直接影响着电能的消耗。当前路灯主要采用全夜灯、半夜灯、和持续照明与延时照明间隔使用的控制方式，而这些控制方式都存在某些弊端，如浪费能源、安全隐患、和控制不灵活等问题。比如“半夜灯（前半夜全亮后半夜全灭）”的控制存在着安全隐患，尤其是城市的非主干道路（主要是绕城高速和高速公路，还有郊区公路），如绕城高速，当后半夜路灯全部关闭后，会给司机的行车造成困难。虽然高速公路路面有反光标识，但是如果遇上了雾雨天气反光标识会变得很不清晰，司机的视线容易受到干扰，存在严重的安全隐患。全夜灯（路灯整夜都处于打开状态）照明的方式虽然消除了这种安全隐患，但由于午夜过后道路上几乎空无一人，车辆也非常少而这些路灯却一直保持打开状态，这就造成了车少灯亮的不合理情况。因此午夜后路灯利用率低，路灯的真正有效照明时间只占整个照明的20%～30%，所以这种情况就造成了电能的浪费，为此特别需要一种可以更加节约能耗的方式。

微波车辆检测器是一种利用数字雷达波检测技术实时检测交通流量、平均车速、车型及车道占用率等交通数据的产品，广泛应用于高速公路、城市道路、桥梁等进行全天候的交通检测，能够精确的检测高速公路上的任何车辆，包括从摩托车到多轴、高车身的车辆，拖车作为一辆车检测。

随着经济和社会的发展，现有节能的需要也越来越必须，设计低成本，高节能，智能交通照明成为了一种必要。

技术实现要素：

本发明是针对现在公路照明存在的问题，提出了一种公路照明系统及控制方法，用于高速或绕城公路上路灯照明的消耗，节约电能。

本发明的技术方案为：一种公路照明系统，包括光伏控制子系统、车辆检测装置子系统和照明延时装置子系统，光伏控制子系统由太阳能光伏板、蓄电池、光伏开路电压测量装置组成，太阳能光伏板装在感应路灯灯顶，太阳能光伏板与蓄电池连接，蓄电池存储多余太阳能，光伏开路电压测量装置测量光伏板开路电压的大小来确定光照强度，车辆检测装置子系统装在灯柱底部检测车辆经过并发送信号到光伏控制子系统，光伏控制子系统控制照明延时装置子系统的开启与关闭，照明延时装置子系统连接控制数个感应路灯开或关。

所述太阳能光伏板转换太阳能为电能储存在蓄电池，光伏开路电压测量装置每隔设定时间，断开蓄电池，检测光伏板开路电压，作为当前光照强度信息与设定电压值比较，当光伏板开路电压大于设定电压值时，光线较强，输出控制信号到照明延时装置子系统，关闭所有管辖内路灯，切断供给路灯的电源，太阳能光伏板与蓄电池连接，太阳能光伏板将转化的电能送蓄电池储存；

当光伏板开路电压小于设定电压值时，光照较弱时，蓄电池给路灯供电，车辆检测器位于路口，后面每相隔n盏路灯装一车辆检测器，车辆监测器位于汽车行驶方向的后方，受控的感应照明路灯位于车辆行驶方向的前方，汽车先通过车辆检测器，光伏控制子系统输出控制信号到照明延时装置子系统，开启车辆前方有效视野n盏路灯，汽车行驶过后，后方路灯延时熄灭。

所述n的数值由公路限速以及路灯间隔距离所确定。

本发明的有益效果在于：本发明公路照明系统及控制方法，可根据环境光照情况自由灵活控制开启或关闭，并且在白天光照好的情况下，吸收太阳能转换为电能存储在蓄电池中，为光照条件差的情况下检测器开启后所需能量提供能量可以大大提高能量利用减少电能消耗，甚至实现自给自足；本发明能检测路面是否有汽车通过，在感应路段由车辆检测器检测车辆信号，系统接收信号开启前方道路路灯并智能设定开灯时间长短保证车辆通过且前后都有照明车辆通过后延时自动关闭，而灵活自由控制路面的照明情况，使得汽车安全行驶。路灯延时熄灭的状态，极大的节约了电能的消耗。具备了自由、安全，智能节约用电等优点。

附图说明

图1为本发明公路照明系统结构示意图；

图2为本发明公路照明控制框图。

具体实施方式

公路照明系统包括：光伏控制子系统、车辆检测装置子系统、照明延时装置子系统。如图1所示公路照明系统结构示意图，所述光伏控制子系统由太阳能光伏板1、蓄电池2、光伏开路电压测量装置4组成，太阳能光伏板1装在感应路灯灯柱顶部，与蓄电池2连接，蓄电池存储多余太阳能，光伏开路电压测量装置4测量光伏板开路电压大小来确定光照强度，车辆检测装置子系统3装在灯柱下部检测车辆经过并发送信号到光伏控制子系统，光伏控制子系统控制照明延时装置子系统的开启与关闭，照明延时装置子系统控制数个感应路灯开或关。为了更为直观的说明本发明，在此假设某段公路，路口设置一车辆检测器3，当汽车通过时，车辆检测器3检测到汽车驶入公路，信号反馈立即使在汽车行驶所能看到的有效视野的路灯全部开启，假设为n盏灯，即有效视野为n盏灯，而当汽车通过第2盏灯的时，前方第n+1盏灯亮，其有效视野依旧为n盏灯，不影响安全行驶。本发明为延时路灯，故第一盏路灯在设定的时间之后自动熄灭，之后依照上述行进下去，节约更多电能。较优的，所述汽车检测器仅在路口采用一个，此后不再安装采用，路灯可根据公路所限车速确定的时间逐一在有效视野内亮起，汽车通过之后延时熄灭。更优的，考虑到车可能由于其他原因没有继续前进，因而采用每相隔n盏灯就另安装一汽车检测器检测车辆是否继续前进，用以确定之后路灯是否需要逐一连续开启。所述感应灯延时时间、照明路灯间距可以根据汽车速度、路灯选取等情况按实际情况设计。

本发明所述光伏控制子系统采用的是感光控制，具体的，光伏开路电压测量装置4与太阳能光伏板1连接，因太阳能光伏强度随光照强度增大，太阳能光伏1的开路电压也会成对数增加，所以本装置与普通光敏电路存在某些不同。本测定开路电压装置通过测量光伏板开路电压来测定光照强度，因后与蓄电池连接电压有所改变不能直接测量，故本发明采用的是每隔一定时间就断开蓄电池，测量开路电压，与设定的开路电压值比较以确定道路光照强度是否达到需要开启和关闭照明延时装置子系统。因本光伏控制子系统由光伏板、蓄电池组成，在光照条件好的情况下，光伏板可把太阳能转换为电能存入蓄电池中，而在光照变弱系统开启状态下所需能量可有蓄电池提供，更加节能。由于考虑的恶劣天气情况，还采用了现有统一电子系统控制，在系统设定的各种情况下自动开启供电，使系统处于完全开启状态，确保行车安全。

如图2所示公路照明控制框图，光伏板感应光照测定当时光照强度，并转换太阳能为电能储存在蓄电池。通过比较光伏板开路电压可获得当前光照强度信息，当光照较强时，工作电路断路（即控制车辆检测器以及路灯的连接电路），路灯开关断开，切断供给路灯的电源，使光照强的时候无论是否有车辆通过，路灯均不照明。太阳能光伏板与蓄电池连接，因光照条件好，太阳能光伏板发电，并储存电能给蓄电池。光照较弱时，测定光伏开路电压小，工作电路导通，从而使得路灯开关开启，照明系统开启。蓄电池储存的电量可为控制系统利用，节约能耗。

为实现本发明的监测感应控制，本发明车辆检测器位于路口和相隔n盏路灯处，车辆监测器位于照明灯的前方，即车辆监测器位于汽车行驶方向的后方，感应照明路灯位于车辆行驶方向的前方，汽车首先通过车辆检测器，随后进入受系统控制而逐一开启的感应照明灯所在的路段。本发明有效视野为n盏灯，汽车行驶过后，为使后方视野清晰，后方路灯延时熄灭。

所述雷达车辆检测器安装在路口，后面每相隔n盏灯处设一个（n的数值由公路限速多少以及路灯间隔等所确定）。所述车辆检测器检测车辆是否通过。然后由所在路段的限速多少来确定开启车辆检测器之后第n盏路灯，并在车辆通过后延时自动关闭。从而实现车辆在该路段行驶时，其远方（距离由数值n和路灯间隔确定）路灯逐一开启并延时至车辆到达后再关闭，确保行驶安全。