从美丽的城市夜景说起

    现代的城市因为有了灯光的照耀而不再黑暗，并且把城市装点得更加美丽。大都市的夜景已经成为一道亮丽的风景线。

    随着城市化进程的不断发展，城市的公共照明已成为能源的消耗主体之一。由于夜间交通量减少，路灯大量的处在闲置照明状态，利用率不高。

    以下是2010.11.18日2：00am北京的实时交通路况图。图中红色代表拥挤路段，黄色代表正常行驶路段，绿色代表畅通无阻路段。从图中可明显的观察出大部分的路段在深夜时都是畅通无阻的，甚至几乎没有交通量。

我们的想法

    针对这个问题，我们认为可以设计出一种根据交通情况对路灯实施智能控制的新型公共照明系统，节省大量的能源消耗，实现低碳排放。

    目前在路灯节能领域进行改进一般有两个方向。一方面从能源入手，采用风光互补的设备提供额外能源，但是此方法受自然环境变化的约束较多；另一方面从亮度控制入手，一般根据经验到深夜的某一时段采取间隔亮灯或一致调暗，此方法照明方案较死板且对夜间行驶的司机造成了较高的安全隐患。

    随着近年来图像识别技术的发展和摄像器材的成本下降，我们决定从这个方向切入，搭建一个基于图像识别技术的路灯智能控制系统。

技术实现

    智能路灯系统主要分为三个部分：夜视摄像头监测网络、控制中心以及路灯网络。如下图所示：

    夜视摄像头监测网络采集夜间路面监控视频，实时地发送到控制中心，由控制中心进行图像识别，判断车辆是否经过，粗略估计车辆的速度。结合整条路的路况信息，根据既定的控制算法，给出每盏等的点亮方案，是点亮，调暗，还是熄灭。控制中心将控制命令发送至路灯网络，以控制其点亮、调暗或是熄灭。

最终效果

智能路灯效果动画

链接：http://v.youku.com/v_show/id_XMjMzMzk0OTY0.html

智能路灯介绍视频

链接：http://v.youku.com/v_show/id_XMjMzMzEzNjc2.html

环保价值

    据不完全统计，目前我国国内城市道路照明的总灯数约400万盏，加上高速公路、工矿企业、机场、码头等非市政照明灯具约100万盏，总数超过500多万盏，并且每年以10％以上的速度递增，以平均电价0.65元／kWh计算，一年开支高达285亿元，成为各地财政部门的一大负担。

    从中可以看出，路灯照明用电在我国发电总量中占据了相当的比重。这不起眼的路灯却是“耗电大户”，以一般的250W卤素灯为例，5小时就消耗一度电能，而一度电能则需燃烧煤0.4千克。据央视网的资料显示：我国主要以火力发电为主占发电总量的70%，而城市路灯照明占我国照明耗电的30%，间接的燃煤废气排放量更是一个天文数字，其导致的环境污染也是不可估量的。

照明用电分布图

照明用电间接导致空气污染

    根据演示视频中，摄像头的监控范围可包含4至6盏路灯。而夜视摄像头的功率约为6W左右。

    若路灯功率以250W计，，摄像头功率以6W计，则夜间可控制调暗或熄灭4盏路灯。在夜间交通流量较小的路段使用本系统，认为路灯开启的几率较小，由此使用本系统后，交通流量较小时段可节约约80%至90%的路灯照明电能。由此可见，本项目具有巨大的环保价值。

    根据实时路况即时调整路灯照明方案的智能化路灯，不仅能节约大量的电能实现节能减排，而且在不影响行驶的条件下调控路灯的亮，暗，灭，也提高了安全系数，达到了低碳绿色的目标，对于改善现在路灯状况来说是非常有意义的。

    最后，我们再来说一说城市的夜景吧。你是否担心没有了五光十色的路灯，城市的夜晚就黯淡无光了呢？智能路灯为您带来全新的夜景体验：路灯温暖贴心，光影全城流转。越低碳，越精彩！

团队介绍

陈怡            信息与通信系统            北京航空航天大学

胡莎            电子科学与技术            北京航空航天大学

汪磊            光学工程                  北京航空航天大学

李垠序         数学与应用数学             北京航空航天大学

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