• 隧道电光标志的实践和认识
    2012-10-23 14:31:09   来源:深圳市远达明反光器材公司    作者:肖毅进    评论:0 点击:



     随着平原区、丘陵区和各省市经济较发达的地区高速公路建设的逐步完善,高速公路建设的重点正逐步向山岭区和经济发展相对滞后的山区转移。长隧道和特长隧道也越来越多,隧道由于其呈隐蔽带状的结构特点,给交通行车环境带来了一系列的变化,特别是高速公路大交通量路段的长大隧道,安全形势十分严峻,曾因为安全问题造成了极大的损失。

      由于公路隧道属于封闭空间,交通空间有限、空气不易流通,原来的靠反光的交通标志,在隧道内很快就会因空气油污,而失去反光效果,所以必须以新的眼光看待安全设施了,隧道光电标志就是在这样的背景下产生的。

      目前,交通部颁布了公路隧道交通工程设计规范(JTG/TD71-2004对隧道标志中的电光标志做出了规定,主要分为紧急电话指示标志、消防设备指示标志、行人横洞指示标志、紧急停车带标志、疏散标志。

    1)  电话指示标志和消防设备指示标志

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    标志版面一般为25cmX40cm,可根据隧道设计净空调整。

      紧急电话指示标志应设置在紧急电话上部,安装高度净空应不小于2.5m

      消防设备指示标志应设置在消火栓上方,安装高度净空应不大于2.5m

    2)  行人横洞指示标志和行车横洞指示标志及紧急停车指示标志

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    标志版面一般为50cmX80cm,可根据隧道设计净空调整。

      行人横洞指示标志应设置在行人横洞顶部,安装高度净空应不大于2.5m

      行车横洞指示标志应设置在行车方向左侧行车横洞处,安装高度净空应不小于2.5m

      紧急停车带标志应设置在紧急停车带前5m左右,安装高度净空应不小于2.5m

    3)  疏散指示标志


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    疏散指示标志应设置在隧道侧墙上,安装高度净空应不大于1.3m,间距应不大于50m.

      1)电光标志版面受限于隧道净空,因此,版面设计时以图形为主。

      2)电光标志亮度大于15-300cd/m2

      3)箱体采用耐腐蚀的材料,如镀锌钢板、铝合金材料,防护等级不小于IP65

     

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    隧道电光标志应具有的特点

    为克服空气污浊,而影响反光膜的效果,就采用主动发光的形式,在内部设置灯泡或灯管,做成灯箱形式,就是最早期的电光标志。如下图所示。

     

    它的缺点是:

    1.体积笨重,造价高,运输、安装困难。

      2.内部灯管易烧掉,更换困难。

      3.标志不能反光,一旦内部电路出故障,标牌将失去其警示作用。

      4.密封性不好,高压水枪清洗隧道时,内部电路很容易短路。

      所以应用受到很大的局限。

      随着LED和反光膜技术的成熟,隧道光电标志获得了突飞猛进的发展,并从根本上克服了以上几方面的局限性。

      远达明认为,隧道电光标志应具有以下三个特点:(1)体薄量轻;(2)亮度衰减慢;(3)主动被动发光相结合。

    ①体薄量轻便于悬挂

      隧道里空间有限,不方便使用粗大的支架形式,因此就要求电光标志体薄量轻,便于悬挂,而新型LED技术的发展和应用,正好解决了这一问题。

      LED灯又称发光二极管,比起其它光源,单个小功率LED的功耗很小,光电转换效率高。从蓝到红,LED灯有很多种颜色,另外还有一种特殊的颜色是白色,我们的电光标志就主要采用白光LED阵列。

      新型光源主要由LED、导光板、光学用膜片、框架等组成。具有亮度高,寿命长、发光均匀等特点。

      依光源分布位置不同则分为侧光式和直下式(底背光式)。在隧道电光标志中远达明公司主要采用LED边光式。下面简单介绍一下它的特点:

    边光式:即将LED设置在经过特殊设计的导光板的侧边做成的光源。根据实际使用的需要,又可做成双边式,甚至三边式。边光式背光一般可做的很薄。

     

    它的缺点是:

    1.体积笨重,造价高,运输、安装困难。

      2.内部灯管易烧掉,更换困难。

      3.标志不能反光,一旦内部电路出故障,标牌将失去其警示作用。

      4.密封性不好,高压水枪清洗隧道时,内部电路很容易短路。

      所以应用受到很大的局限。

      随着LED和反光膜技术的成熟,隧道光电标志获得了突飞猛进的发展,并从根本上克服了以上几方面的局限性。

      远达明认为,隧道电光标志应具有以下三个特点:(1)体薄量轻;(2)亮度衰减慢;(3)主动被动发光相结合。

     

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    ①体薄量轻便于悬挂

      隧道里空间有限,不方便使用粗大的支架形式,因此就要求电光标志体薄量轻,便于悬挂,而新型LED技术的发展和应用,正好解决了这一问题。

      LED灯又称发光二极管,比起其它光源,单个小功率LED的功耗很小,光电转换效率高。从蓝到红,LED灯有很多种颜色,另外还有一种特殊的颜色是白色,我们的电光标志就主要采用白光LED阵列。

      新型光源主要由LED、导光板、光学用膜片、框架等组成。具有亮度高,寿命长、发光均匀等特点。

      依光源分布位置不同则分为侧光式和直下式(底背光式)。在隧道电光标志中远达明公司主要采用LED边光式。下面简单介绍一下它的特点:

    边光式:即将LED设置在经过特殊设计的导光板的侧边做成的光源。根据实际使用的需要,又可做成双边式,甚至三边式。边光式背光一般可做的很薄。

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    导光板的作用在于引导光的散射方向,用来提高面板的亮度,并确保面板亮度的均匀性,导光板的良优对背光板影响甚大,因此,侧光式背光板中导光板的设计制作是关键技术之一,不考虑支架导光板的厚度2-3mm,远达明的电光标志加上支架、反光膜、面罩做成成品,厚度也就在10MM左右。非常便于悬挂在隧道侧壁上。

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    亮度衰减慢便于长期工作

      用于隧道的光电标志需要长期悬挂,使用寿命应该在五年以上,哪些因素影响到电光标志的亮度衰减呢?我认为主要有三个因素:led内部的芯片质量、LED的工作电流和LED的散热。

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      LED芯片质量对亮度衰减的影响

      LED的寿命主要取决于芯片的质量,LED亮度也会像其它光源一样,都会随着工作时间增加而逐步衰减,尤其是在白光LED领域,在当前LED市场,也存在针对应用方向而制造出不相同的LED,其质量参差不齐、鱼目混珠现象,价格相差很大,因此确定LED质量对制造交通产品是至关重要的。

      日本日亚和美国CREE公司的白光LED在业界是第一流的。它的LED优点是寿命非常长,使用寿命可达10万小时,如果按每天24小时计算,一台采用一流白光LED光源的电光标志,可以使用将近10年以上,工作10年后光亮度都仍能达到原来的45%.

      远达明在选用LED供应商时,非常谨慎,要经过较长周期的性能测试,确定最高亮度、最低光衰、最稳定、批量中各参数一致性最好的供货商。所以远达明在供应商封装LED时是指定要采用美国CREE公司芯片的。

      驱动电路对LED亮度衰减的影响:

      LED必须在恒流状态下工作,才能保证LED长寿命和亮度、色度的一致性。原因如下:

      1LED是特性敏感的半导体器件,如果流过LED的电流超过它的额定电流,LED亮度和颜色立即发生改变,其寿命将迅速衰减,甚至烧毁。

      2、获得预期的亮度要求,并保证各个LED亮度、色度的一致性。

      3、能有效的避免雷击,电网的浪涌,过电流,过电压的保护。

      要保证LED长寿命,高效率工作,对其驱动电源的要求是近乎于苛刻的,LED不像普通的白炽灯泡,可以直接连接220V的交流市电。LED2~3伏的低电压驱动,必须要设计变换电路,不同用途的LED产品,要配备不同的电源适配器。国际市场上国外客户对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都非常高,设计一款好的电源必须要综合考虑这些因数,因为电源在整个LED产品中的作用就好比像人的心脏一样重要

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    工作温度对LED寿命的影响

    工作温度对LED寿命影响很大,没有处理好就影响LED寿命。LED的散热处理非常重要,LED的发光效率随着LED温度的升高而下降。电光标志虽然使用的是小功率LED,但是多颗组合在一起长期工作,其发热量也是不容忽视的问题。远达明在设计制造电光标志时充分结合LED电气特性、物理特性,合理设计产品的结构。LED阵列均匀分布在导光板两侧,边框采用铝合金工形槽,既有效的为LED散发热量,又能增强标志牌的机械强度,还为固定标志牌提供了支撑作用。驱动电源外壳也是铝合金材料,外置于标志牌上,也能固定在墙壁上,这些都是最佳的热处理措施

    主动被动发光相结合,便于因电路故障情况下仍能起作用

    反光膜已经为广大人们所熟悉,但传统的反光膜本身是不透光的,目前透明性反光膜已经开始得到应用,光线可以从反光膜背面穿透反光膜本身,而光线并无大的衰减,这样就可以将反光膜印上图案,作为电光标志的表面,保证线路出故障时,电光标志依然可以起到警示作用。



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    不接电源时靠反光膜反光的照片

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    接电源时发光的照片

    用主动发光和被动反光相结合的方式,应该是隧道电光标志最好的工作方式。

     

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     安装时,应注意光电标志的支架形式,因为车辆的风载很大,固定不牢靠,容易使标牌脱落,悬空标牌尽量采用三角支撑,而且电源线要从哪里引,也很重要,要以安装方便为宜。

      隧道应用录像:

    1http://www.56.com/u23/v_NDUxOTYxMDg.html

    2http://www.56.com/u69/v_NDUxOTYwNjY.html

      电光标志是个交通安全领域的新鲜事物,以上是本人对隧道电光标志的实践和认识,不足之处请大家批评指正。


     

    责任编辑:抱残

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