公路自发光交通安全标识研究倪斌

公路自发光交通安全标识研究倪斌

倪斌

杭州公路交通设施工程有限公司浙江杭州310004

摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了公路自发光交通安全标识应用技术的飞跃，研究其具体实施方法对于提升交通安全的整体效果具有极为关键的意义。文章概述了相关内容，分析了公路自发光交通安全标识的应用，并就公路交通安全设施工程施工要点展开了研究，望对相关工作的开展有所裨益。

关键词：公路；自发光；安全标识；研究

1前言

随着公路工程安全条件的不断变化，对其自发光交通安全标识的应用提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2公路自发光交通安全标识的应用探讨

利用太阳能供电的标识在交通标识系统中已经有了广泛应用，但是在传统的发光标识中，存在两个缺陷：一是由于传统光伏系统中都是以太阳能电池获取电能、蓄电池存储电能的方式工作，但是采用蓄电池做为主的发光标识会产生污染并且寿命短暂；二是主动发光标识的发光方式问题，由于太阳能主动发光标识对产品体积的约束，如果采用连续发光的工作方式，那么标识将很快耗尽内部电能储备而熄灭。如果采用脉冲闪烁工作方式，单元之间没有统一的时钟，不能按照一个统一的时间标准同步工作。

2.1自发光标识系统的组成

在整个系统中，能源采集部分使用了光能—电能转换的方式，采用了光电池来获取能源、电能存储部分采用超级电容替代传统的蓄电池装置，从而解决了传统蓄电池的寿命短以及污染问题、逻辑控制部分采用了PIC16F616单片机，其带有一路快速PWM发生器，能够较好的接收长波授时时钟、显示部分采用了超高亮的LED作为显示元件。整个系统整体结构示意图

2.2供电回路的设计

充电回路部分采用了TI的TPS63030转换芯片，此芯片具有高达96%的电源转换效率，并具有休眠功能，在休眠模式下，静态电流可以达到50uA，能更有效的利用太阳能电池。在环境光线较弱的情况下，太阳能电池输出的电能直接送往DC-DC模块，经过DC-DC电压被提升为5V，在后端储能元件电能储备不足的情况下，此时的充电方式为恒流方式，充电电流主要受太阳能电池输出功率限制。在后端储能元件电能储备充足的情况下，此时的工作方式就变为了恒压方式，以保证储能元件既存储到了更多的电能又不至于因为充电电压太高导致后端损坏。TPS63030的典型电路图。

2.3逻辑控制部分

逻辑控制部分采用了PIC16F616单片机实现，PIC16F616是一款高性能的RISC结构的单片机，最低工作电流仅20uA。实测在32KHz主时钟频率、5V电源的情况下，PIC16F616的实际耗电电流为30uA左右，可以满足本项目低功耗的需要。

LED灯的同步闪烁也靠PIC16F616来进行控制，由PIC16F616的快速PWM功能提供时钟接收芯片需要的1024Hz时钟信号

3主要技术内容：（1）开发的系列公路自发光标识采用碱土铝酸盐材料制作，以吸光—储光—自发光的形式工作。通过5-15分钟吸收、储存自然光、机动车辆及各类光能，无需其他任何能源，可维持夜间和无光线环境下12小时自发黄、蓝绿色光。（2）光电蓄能自发光应急诱导标识。开发的一种能储存LED等灯光发出的光能，在光电灯具不发光的情况下由自发光部件主动发光，在应急情况下起到诱导作用的标识。该技术改进了LED光电灯具的光谱，光线柔和不刺眼，比单纯LED发光诱导标识节能70%以上。研发的隧道应急发光诱导系统，可在停电后发光12小时以上，为应急抢险提供发光诱导。

授权知识产权情况：已获得新型实用专利20余项，发明专利已通过初审在实质审查公示中。

技术经济指标：在照度50Ｌux的D65标准光源下激发15min的余辉亮度达到：10min后＞150mcd/m2，1h后＞30mcd/m2；发光体发光部分表面硬度不低于70HD。

应用推广及取得的经济社会效益：夜间行车安全提速，非机行人交通事故降低，节电节油效益显著，环境保护效益明显，美丽绿色公路建设创新，惠民便民新举措。该成果成功解决了我国农村公路夜间照明诱导问题，为解决夜间道路暗黑环境提供了新方法，项目投入少且能有效提升公路夜间通行安全水平，具有“惠民便民、节能减排、安全保障”的重要意义。公路自发光安防工程项目被交通部评为全国交通运输绿色低碳循环示范项目，研究成果已由交通部列入2016-2020年全国交通科技推广目录，被中国节能论坛及中国公路学会列入《“一带一路”优秀公路科技成果及产品推介手册》进行国外交流。该成果已列入浙江省政府绿色交通省创建的考核内容。金华市政府、省交通厅、浙江省政府对该成果编发了信息，省政协代表视察、人大代表提案、中国交通报、浙江日报等十余家报刊及腾讯网、UC头条等数十家公众网络媒体进行了宣传报导。浙江省以金华市为重点投资4000余万，已建成“自发光公路”1600余公里，被群众称为夜间出行的“生命保护神”、“自动发光的安全路”。

1.《蓄能型自发光交通安全标识路用性能及测试技术研究》（项目编号2014H36）：项目组通过与依托工程相结合、室内模拟试验与现场验证相结合、工程应用及跟踪观测相结合等技术手段，针对蓄能型自发光交通安全标识的光亮度性能、耐紫外线老化性能、耐温性能、耐水性能、耐酸碱腐蚀性能、耐盐雾腐蚀性能、表面硬度性能、表面自洁性能等指标和相应的测试技术进行了深入研究，并研究了其主要的路用性能评价和保障技术，提出了蓄能型自发光交通安全标识路用性能评价指标体系和表征方法，以及相关试验质量检测标准和产品质量标准。研究成果在依托工程中得到了应用。

2.《公路隧道电光蓄能自发光照明诱导系统》（项目编号2015-2-11）：项目通过学科交叉联合、理论分析、室内试验和现场测试等手段，根据隧道交通设施和照明诱导要求，将光伏发电超级电容技术、低电压远程传输技术、LED灯发光激发装置等技术整合成隧道电光蓄能诱导节能新技术，研发了隧道电光蓄能自发光诱导标识，并在实体工程中进行了应用。

（1）夜间行车安全提速：车辆驾驶员路域视觉环境明显改善，行车速度普遍可提升至设计时速，驾驶员因过去夜间路况复杂难以分辨而减速慢行的情况得到有效缓解；

（2）节电效益显著：按交通运输部制定的《公路自发光标识节能减排量核算技术细则》，共节约标准煤1071吨；

（3）节约供电原材料：节约公路照明设施用线缆折算耗用标准煤11394吨；

（4）节油效益明显：路域视觉环境清淅，视距增远，道路行车环境得到极大的改善，夜间行车速度达到设计时速。由于经济行车速度提升带来的节油效率达20%左右，节约汽油折算标煤14287吨，而给驾乘人员行车时间的缩短形成的社会经济效益更是具大。

（5）环境效益明显：采用蓄能自发光节能照明技术项目，也大大减少了严重破坏环境的有害气体和物质的排放；

4结束语

通过对公路自发光交通安全标识问题的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的实施方案。

参考文献：

[1]高春.关于公路线性设计因素对交通安全的影响分析[J].江西建材，2016（16）：182.

[2]王聪，蔡丹琦.公路设计应考虑的交通安全因素探析[J].科技创新与应用，2017（3）：228.

[3]陈文胜.浅析公路线形设计因素对交通安全的影响[J].中国科技信息.2016（21）：88-89.