KR102136721B1

KR102136721B1 - 에너지 절약형 엘이디 신호등 운영 시스템

Info

Publication number: KR102136721B1
Application number: KR1020200009343A
Authority: KR
Inventors: 김현철
Original assignee: 주식회사 피앤에이
Priority date: 2020-01-23
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2020-07-22

Abstract

본 발명의 실시 형태는 신호등 하우징; 신호등 하우징의 전면에 배치된 램프로서, 복수개의 LED가 배치된 신호등; 신호등에 배치된 LED의 발광 개수를 미리 설정된 발광 옵션값에 의해서 결정하여, 결정된 발광 개수로서 신호등의 밝기를 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.

Description

에너지 절약형 엘이디 신호등 운영 시스템{LED Traffic Lights System for energy save}

본 발명은 LED 신호등 운영 시스템으로서, 에너지를 절약할 수 있도록 하는 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 안전한 교통신호를 위하여 색으로 교통조건을 나타내는 기구를 신호기라 하며, 신호등은 신호기의 일종이다. 그리고, 신호등은 차량의 통행을 조절하기 위한 차량용 신호등과, 보행자의 보행을 조절하기 위한 보행자 신호등으로 분류할 수 있다.

한편, 보행자 신호등은 차량이 주행하는 도로에 보행자가 횡단할 수 있는 횡단보도가 설치된 곳의 가장자리에 설치되어 보행자가 신호 체계에 따라 보행할 수 있도록 한다.

또한, 보행자 신호등의 상측에는 적색 램프와 녹색 램프가 장착되는 케이싱이 구비되며, 적색 램프와 녹색 램프의 점멸에 의해 보행자는 횡단보도를 보행할 수 있게 된다.

그리고 보행자 신호등은 보행자를 위해서만 제공되는 것이며, 신호등의 일측에는 운전자가 보행 신호를 확인할 수 있도록 별도의 신호등이 추가될 수 있다.

차량의 진행 및 진행방향에 대한 제어가 신호등의 점멸상태에 따라 이루어져왔고, 이러한 신호등은 최근 발열, 전력량, 수명시간 등이 고려되어 전구에서 발광다이오드로 전환되어 사용되고 있는 실정이다.

신호등은 도 1에 도시한 바와 같이 신호체계에 요구되는 다수의 모듈로 이루어지고, 이 모듈은 전구 대신 단색 즉, 하나의 색을 발색하는 단색 발광 다이오드가 장착되었고, 다수의 모듈은 각각 진행, 정지, 대기, 방향 지시 등에 부합되는 녹색, 적색, 황색, 화살표 등이 표시되도록 이루어져 있다.

그런데 이러한 신호등은 밝은 주간이나 어두운 야간이나 동일한 밝기로서 발광하고 있어 전기 낭비가 발생되는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2007-0048938호

본 발명의 기술적 과제는 밝은 주간 시간대와 어두운 야간 시간대에 신호등 밝기를 다르게 하여 에너지 절감을 가져올 수 있는 수단을 제공하는데 있다.

상기 발광 옵션값은, 설정된 주간 시간대에는 LED 발광 제1개수를 가지며, 설정된 야간 시간대에는 상기 LED 발광 제1개수보다 더 적은 LED 발광 제2개수로서 설정됨을 특징으로 할 수 있다.

상기 제어기는, 주간 시간대에는 상기 LED 발광 제1개수로서 신호등의 LED를 발광시키며, 야간 시간대에는 상기 LED 발광 제1개수보다 적은 LED 발광 제2개수로서 신호등의 LED를 발광시킬 수 있다.

상기 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템은, 주변 밝기를 측정하는 주변 밝기 탐지기;를 포함하며, 상기 제어기는, 상기 주변 밝기 탐지기를 통해 측정된 주변 밝기에 따라서 상기 LED 발광 제1개수와 상기 LED 발광 제2개수를 보정하여 보정된 개수로서 신호등을 발광시킴을 특징으로 할 수 있다.

상기 제어기는, 측정된 주변 밝기가 설정된 기준 밝기보다 더 밝은 경우, 상기 LED 발광 제1개수에서 미리 설정된 주변 밝기 보정값이 추가된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등을 발광시키며, 상기 LED 발광 제2개수에서 상기 주변 밝기 보정값이 추가된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등을 발광시키고, 측정된 주변 밝기가 상기 기준 밝기보다 더 어두운 경우, 상기 LED 발광 제1개수에서 상기 주변 밝기 보정값이 차감된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등을 발광시키며, 상기 LED 발광 제2개수에서 상기 주변 밝기 보정값이 차감된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등을 발광시킴을 특징으로 할 수 있다.

상기 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템은, 신호등에 근접하는 차량 속도를 측정하는 속도 측정기;를 포함하며, 상기 제어기는, 상기 속도 측정기를 통해 측정되는 차량 속도에 따라서 상기 LED 발광 제1개수와 상기 LED 발광 제2개수를 보정하여 보정된 개수로서 신호등을 발광시킴을 특징으로 할 수 있다.

상기 제어기는, 측정된 차량 속도가 설정된 기준 속도보다 더 빠른 경우, 상기 LED 발광 제1개수에서 미리 설정된 차량 속도 보정값이 추가된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등을 발광시키며, 상기 LED 발광 제2개수에서 상기 차량 속도 보정값이 추가된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등을 발광시키고, 측정된 차량 속도가 상기 기준 속도보다 더 늦는 경우, 상기 LED 발광 제1개수에서 상기 차량 속도 보정값이 차감된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등을 발광시키며, 상기 LED 발광 제2개수에서 상기 차량 속도 보정값이 차감된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등을 발광시킴을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 주간에는 신호등의 밝기를 높게 하고 야간에는 신호등의 밝기를 낮게 함으로써, 시인성 확보와 동시에 에너지 절약의 효과를 가져올 수 있다.

또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 주변 밝기나 차량 속도를 고려하여 신호등의 발광 LED개수를 보정함으로써, 더욱 효율적인 에너지 절감을 가져올 수 있게 된다.

도 1은 신호등의 색상 예시 그림.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템의 설치 예시 그림.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 주간 시간대와 야간 시간대에 신호등 밝기가 다르게 발광되는 예시 그림.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 주변 밝기 보정값이 추가 적용된 신호등 밝기 개수를 도시한 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 주변 밝기 보정값이 차감 적용된 신호등 밝기 개수를 도시한 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 차량 속도 보정값이 추가 적용된 신호등 밝기 개수를 도시한 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 차량 속도 보정값이 추가 적용된 신호등 밝기 개수를 도시한 그림.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템의 설치 예시 그림이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 주간 시간대와 야간 시간대에 신호등 밝기가 다르게 발광되는 예시 그림이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 주변 밝기 보정값이 추가 적용된 신호등 밝기 개수를 도시한 그림이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 주변 밝기 보정값이 차감 적용된 신호등 밝기 개수를 도시한 그림이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 차량 속도 보정값이 추가 적용된 신호등 밝기 개수를 도시한 그림이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 차량 속도 보정값이 추가 적용된 신호등 밝기 개수를 도시한 그림이다.

본 명세서에서 "신호등"이라는 용어는 도로 교통 제어에 사용되는 모든 형태의 신호등을 말하는 것으로서, 차량 신호등, 보행자 신호등과 같이 다양한 도로 교통 제어 신호등이 모두 포함되는 개념으로 사용된다.

본 발명은 주간/야간에 따른 신호등 밝기 조절이 가능한 LED 신호등이다. 기존의 신호등은 주간과 야간 모두 동일한 밝기를 갖고 있다. 야간의 경우 주간 대비 낮을 밝기로도 주간과 동일한 시인성을 가질 수 있다. 야간에는 전체 신호등을 구성하는 LED 중에 일부만을 점등하여 운영함으로써 에너지 절약이 가능하다.

이를 위하여 본 발명의 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템은, 도 2 및 도 2에 도시한 바와 같이 신호등 하우징(101)과, 신호등 하우징(101)의 전면에 배치된 램프로서, 복수개의 LED가 배치된 신호등(100)과, 신호등(100)에 배치된 LED의 발광 개수를 미리 설정된 발광 옵션값에 의해서 결정하여, 결정된 발광 개수로서 신호등(100)의 밝기를 제어하는 제어기(200)를 포함할 수 있다. 이하 상술하기로 한다.

신호등 하우징(101)은, 차도 진행 방향이나 보행자용 횡단보도의 인도측에 설치되어 있으며, 지지봉에 의하여 지지된다.

신호등(100)은, 신호등 하우징(101)의 전면에 배치된 램프이다.

신호등(100)에는 복수개의 LED가 배치되어 있는데, 이들 복수개의 LED에 의해 녹색 발광, 빨간색 발광이 이루어진다. 예컨대, 차량이 횡단보도를 지나 통과할 수 있도록 허용하는 경우 녹색이 커지며, 차량이 횡단보도에서 멈추도록 하는 겨우 빨간색이 커지게 된다.

제어기(200)는, 신호등(100)의 발광을 제어한다. 예컨대, 차량이 횡단보도를 지나 통과해도 좋다는 알림으로 신호등(100)을 녹색 발광시키며, 반면에 차량이 횡단보도에서 멈추도록 하는 알림으로 신호등(100)을 빨강색 발광시킨다.

제어기(200)는 신호등(100)에 설치되어 있을 수도 있으며, 또는 도로변에 설치된 기지국에 위치할 수도 있을 것이다. 참고로, 이러한 신호등(100) 제어 알고리즘은 저장체에 저장되어 기록되어 있는데, 이러한 저장체는, SSD 드라이브(Solid State Drive), 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.

특히, 본 발명의 제어기(200)는, 신호등(100)에 배치된 LED의 발광 개수를 미리 설정된 발광 옵션값에 의해서 결정하여, 결정된 발광 개수로서 신호등(100)의 밝기를 제어하도록 한다.

이러한 발광 옵션값은, 설정된 주간 시간대에는 LED 발광 제1개수를 가지며, 설정된 야간 시간대에는 상기 LED 발광 제1개수보다 더 적은 LED 발광 제2개수로서 설정된다. 이러한 주간 시간대와 야간 시간대는 태양의 일몰을 고려하여 관리자에 의해 설정되는 시간대 범위이다.

제어기(200)는, 주간 시간대에는 LED 발광 제1개수로서 신호등(100)의 LED를 발광시키며, 야간 시간대에는 LED 발광 제1개수보다 적은 LED 발광 제2개수로서 신호등(100)의 LED를 발광시킴으로써, 에너지 절약을 가져올 수 있다.

예를 들어, 밝은 주간 시간대에는 도 3(a)에 도시한 바와 같이 신호등(100)에 구비된 100개의 LED 중에서 80개의 LED를 발광시켜 시인성을 확보하며, 반면에 어두운 야간 시간대에는 낮은 신호등 밝기로도 시인성이 확보되기 때문에 도 3(b)에 도시한 바와 같이 신호등(100)에 구비된 100개의 LED 중에서 절반인 50개만을 발광시켜 시인성 확보와 동시에 에너지 절약을 가져올 수 있게 된다.

한편, 비가 오거나 눈이 오거나 안개가 낀 날씨의 경우 평소보다 더 어두울 수 있다. 따라서 에너지 절약도 좋지만 신호등(100)의 시인성을 확보할 필요가 있다.

이를 위하여 본 발명의 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템은, 주변 밝기를 측정하는 주변 밝기 탐지기(미도시)를 구비할 수 있다.

제어기(200)는, 주변 밝기 탐지기를 통해 측정된 주변 밝기에 따라서 LED 발광 제1개수와 LED 발광 제2개수를 보정하여 보정된 개수로서 신호등(100)을 발광시키도록 한다.

측정된 주변 밝기가 설정된 기준 밝기보다 더 밝거나 더 어두운 경우 보정된 개수로서 신호등(100)을 발광시키도록 하는 것이다.

즉, 측정된 주변 밝기가 설정된 기준 밝기보다 더 밝은 경우, LED 발광 제1개수에서 미리 설정된 주변 밝기 보정값이 추가된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등(100)을 발광시키며, LED 발광 제2개수에서 주변 밝기 보정값이 추가된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등(100)을 발광시키는 것이다. 예를 들어, 측정된 주변 밝기가 설정된 기준 밝기보다 더 밝은 경우, 도 4에 도시한 바와 같이 80개의 LED에서 주변 밝기 보정값 20개가 추가된 100개의 LED가 발광되도록 하여 시인성이 확보되도록 하는 것이다.

반면에, 측정된 주변 밝기가 기준 밝기보다 더 어두운 경우, LED 발광 제1개수에서 주변 밝기 보정값이 차감된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등(100)을 발광시키며, LED 발광 제2개수에서 주변 밝기 보정값이 차감된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등(100)을 발광시킨다. 예를 들어, 측정된 주변 밝기가 설정된 기준 밝기보다 더 어두운 경우, 도 5에 도시한 바와 같이 80개의 LED에서 주변 밝기 보정값 20개가 차감된 60개의 LED가 발광되도록 하여 시인성을 왠만큼 확보하면서도 에너지 절약을 가져올 수 있다.

한편, 횡단보도로 접근하는 차량이 너무 빠른 속도로 접근하는 경우 접근하는 차량에 시인성을 확보해줄 필요가 있다. 반면에 횡단보도로 접근하는 차량이 느린 속도로 접근하는 경우 접근하는 차량이 신호등(100)을 쉽게 확인할 수 있으므로 시인성을 낮추고 에너지 절약을 가져올 필요가 있다.

이를 위하여 본 발명의 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템은, 신호등(100)에 근접하는 차량 속도를 측정하는 속도 측정기(미도시)를 구비할 수 있다.

제어기(200)는, 속도 측정기를 통해 측정되는 차량 속도에 따라서 LED 발광 제1개수와 상기 LED 발광 제2개수를 보정하여 보정된 개수로서 신호등(100)을 발광시키도록 구현할 수 있다.

측정된 차량 속도가 설정된 기준 속도보다 더 빠르거나 더 늦는 경우 보정된 개수로서 신호등(100)을 발광시키도록 하는 것이다.

즉, 측정된 차량 속도가 설정된 기준 속도보다 더 빠른 경우, 상기 LED 발광 제1개수에서 미리 설정된 차량 속도 보정값이 추가된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등(100)을 발광시키며, LED 발광 제2개수에서 차량 속도 보정값이 추가된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등(100)을 발광시키도록 한다. 예를 들어, 측정된 차량 속도가 설정된 기준 속도보다 더 빠른 경우, 도 6에 도시한 바와 같이 80개의 LED에서 주변 밝기 보정값 20개가 추가된 100개의 LED가 발광되도록 하여 빠르게 접근하는 차량에 시인성이 확보되도록 하는 것이다.

반면에, 측정된 차량 속도가 기준 속도보다 더 늦는 경우, LED 발광 제1개수에서 차량 속도 보정값이 차감된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등(100)을 발광시키며, LED 발광 제2개수에서 차량 속도 보정값이 차감된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등(100)을 발광시킨다. 예를 들어, 측정된 차량 속도가 설정된 기준 속도보다 더 늦는 경우, 도 7에 도시한 바와 같이 80개의 LED에서 주변 밝기 보정값 20개가 차감된 60개의 LED가 발광되도록 하여 시인성을 왠만큼 확보하면서도 에너지 절약을 가져올 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:신호등
101:신호등 하우징
200:제어기

Claims

신호등 하우징;
신호등 하우징의 전면에 배치된 램프로서, 복수개의 LED가 배치된 신호등;
신호등에 배치된 LED의 발광 개수를 미리 설정된 발광 옵션값에 의해서 결정하여, 결정된 발광 개수로서 신호등의 밝기를 제어하는 제어기; 및
신호등에 근접하는 차량 속도를 측정하는 속도 측정기;를 포함하되,
상기 발광 옵션값은, 설정된 주간 시간대에는 LED 발광 제1개수를 가지며, 설정된 야간 시간대에는 상기 LED 발광 제1개수보다 더 적은 LED 발광 제2개수로서 설정되고,
상기 제어기는,
주간 시간대에는 상기 LED 발광 제1개수로서 신호등의 LED를 발광시키며, 야간 시간대에는 상기 LED 발광 제1개수보다 적은 LED 발광 제2개수로서 신호등의 LED를 발광시키고,
상기 속도 측정기를 통해 측정되는 차량 속도에 따라서 상기 LED 발광 제1개수와 상기 LED 발광 제2개수를 보정하여 보정된 개수로서 신호등을 발광시킴을 특징으로 하는 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템.
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청구항 1에 있어서, 상기 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템은,
주변 밝기를 측정하는 주변 밝기 탐지기;를 더 포함하며,
상기 제어기는, 상기 주변 밝기 탐지기를 통해 측정된 주변 밝기에 따라서 상기 LED 발광 제1개수와 상기 LED 발광 제2개수를 보정하여 보정된 개수로서 신호등을 발광시킴을 특징으로 하는 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 제어기는,
측정된 주변 밝기가 설정된 기준 밝기보다 더 밝은 경우, 상기 LED 발광 제1개수에서 미리 설정된 주변 밝기 보정값이 추가된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등을 발광시키며, 상기 LED 발광 제2개수에서 상기 주변 밝기 보정값이 추가된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등을 발광시키고,
측정된 주변 밝기가 상기 기준 밝기보다 더 어두운 경우, 상기 LED 발광 제1개수에서 상기 주변 밝기 보정값이 차감된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등을 발광시키며, 상기 LED 발광 제2개수에서 상기 주변 밝기 보정값이 차감된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등을 발광시킴을 특징으로 하는 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 제어기는,
측정된 차량 속도가 설정된 기준 속도보다 더 빠른 경우, 상기 LED 발광 제1개수에서 미리 설정된 차량 속도 보정값이 추가된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등을 발광시키며, 상기 LED 발광 제2개수에서 상기 차량 속도 보정값이 추가된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등을 발광시키고,
측정된 차량 속도가 상기 기준 속도보다 더 늦는 경우, 상기 LED 발광 제1개수에서 상기 차량 속도 보정값이 차감된 발광 개수로서 주간 시간대에 신호등을 발광시키며, 상기 LED 발광 제2개수에서 상기 차량 속도 보정값이 차감된 발광 개수로서 야간 시간대에 신호등을 발광시킴을 특징으로 하는 에너지 절약형 LED 신호등 운영 시스템.