基于LED透镜优化的主动发光道路交通标志视认性改善研究

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LED背光源道路交通标志研究

LED背投式主动发光指路标志研发与应用丁伯林1 2,马健霄1,刘干2,周德凯1（1、南京林业大学汽车与交通工程学院江苏南京210037；2.南京赛康交通安全科技股份有限公司江苏南京210037.）摘要:本文分析研究了一种新型发光道路交通标志-LED背投式主动发光指路标志的设计，采用LED阵列作为背光源透过正面镂空的铝制型材和棱镜型反光膜发光，最后粘贴显示字形的深色反光膜，白天完全保留了逆反射标志的性能，夜间主动发光节能环保。

LED背投式主动发光道路交通标属于内照式发光标志的一种，不同于传统的逆反射标志和点阵式主动发光标志，将LED背光技术应用在交通标志领域是一种新的技术尝试。

采用LED阵列背光源透过反光膜后的形式发光，部分LED失效后不会影响标志的整体亮度几乎无影响。

大面积LED失效后会造成发光字部分明暗不一，但是只会影响标志的美观程度，正面显示的内容只由反光膜字样确定不受背光影响，安全可靠。

此类标志亮度均匀、无眩光，能够起到主动显示交通信息、警示驾驶员、降低交通事故发生率的作用，而且色泽均匀、视认效果好，还能够起到亮化、美化城市的作用。

关键词：LED背投式主动发光指路标志；LED背光源:主动发光；内照式发光标志The development and application of LED rear projection self-luminousguide signDing, Bolin12Ma, Jianxiao1 Liu, Gan2Zhou, Dekai1(1.College of Automobile and Traffic Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu 210037, China；2.Nanjing SKY Traffic SafetyTechnology Stock CO.,LTD Nanjing, Jiangsu 210037,China.)Abstract: Light rear projection guide sign is a type of internally illuminated traffic sign which falls under the category of self-luminous signs. Unlike conventional retro-reflective signs and dot matrix self-luminous signs, the use of LED backlighting technology in traffic sign design and manufacturing is a new attempt in this field. The backlight is formed by series of LED arrays and the light is projected through the reflective film. Failure of partial LED bulbs won’t have noticeable influence on the overall brightness and readability. LED failure on larger area of the backlight will lead to uneven brightness on different parts of the luminous signage. Only the appearance would be affected evidently. The displayed signage is determined by the text/content which is formed by the digital-cut reflective film and is not affected by the backlighting. The design has a higher tolerance to light source (LED bulbs) malfunctioning. This type of sign provides high brightness & uniformity without glare which displays road information & instructions and warns the drivers better. It reduces accident rate. The high brightness & uniformity also brings good visibility and readability. The sign can also play a role in lightening and landscaping of the city.Keywords: LED rear projection self-luminous guide sign, LED backlight, self-luminous, internally light-emitting sign, internally illuminated sign0 引言我国道路交通标志行业起步晚，上世纪80年代末开始采用反光膜材料制作道路交通标志。

交通标志智能化现状研究

智能交通NO.08 202323智能城市 INTELLIGENT CITY 交通标志智能化现状研究于泉雷林龙张浩楠（北方工业大学电气与控制工程学院，北京 100144）摘要：交通标志作为基础交通设施，提供有效的交通信息引导驾驶人驾驶车辆安全到达目的地。

智能网联车辆技术快速发展，交通标志向智能车辆提供信息利用无线传输、信息指令等方式辅助智能汽车在路上安全运行，交通标志传递信息的方式由逆反射光线传递变为无线通信传递。

文章总结了基于逆反射交通标志应用现状和智能化交通标志的功能设计、结构组成和应用的趋势，研究可知智能化交通标志由多种传感器组成，可以实时采集、计算路面信息并提供给智能汽车，驾驶人能够通过多个途径获取交通标志的信息，辅助驾驶人安全驾驶，交通标志智能化是未来发展的方向。

关键词：交通工程；交通标志；智能化中图分类号：U491.52 文献标识码：B 文章编号：2096-1936（2023）08-0023-03DOI：10.19301/ki.zncs.2023.08.008Research on the status of intelligent traffic signsYU Quan LEI Lin-long ZHANG Hao-nanAbstract：Traffic signs, as basic traffic facilities, provide effective traffic information to guide drivers to drive their vehicles safely to their destinations. With the rapid development of intelligent networked vehicle technology, traffic signs provide information to intelligent vehicles using wireless transmission, information instructions and other ways to assist intelligent vehicles to operate safely on the road. The way traffic signs transmit information changes from retro-reflective light transmission to wireless communication transmission. This paper summarizes the current situation of the application of retroreflective traffic signs and the trend of functional design, structural composition and application of intelligent traffic signs. The study shows that intelligent traffic signs consist of multiple sensors that can collect and calculate road information in real time and provide it to intelligent vehicles. Drivers are able to obtain the information of traffic signs through multiple ways to assist drivers to drive safely. Therefore, intelligent traffic signs are the next direction of development. Key words:traffic engineer; traffic signs; intelligent交通标志是道路交通控制中重要的组成部分，向道路使用者传递规则的信息。

LED面发光道路交通标志牌[发明专利]

专利名称：LED面发光道路交通标志牌专利类型：发明专利
发明人：包士祥
申请号：CN201010018164.9
申请日：20100119
公开号：CN101777292A
公开日：
20100714
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了LED面发光道路交通标志牌，包括底板，其特征在于：底板的前端设置有有机导光板，有机导光板的前端设置有面板，面板上设置有道路交通标志指示膜，所述的底板、有机导光板、面板和道路交通标志指示膜的外围设置有外围防护层，在正对着有机导光板的外围防护层的内壁上设置有若干个LED光源。

本发明为一种能在外界光线很差的情况下，发光效果非常显著，并且制作成本较低、能耗较小、无刺眼现象，并且在LED光源断电时同样能实现指示道路交通的作用的采用LED进行发光指示的道路交通标志牌。

申请人：包士祥
地址：215600 江苏省张家港市杨舍镇花园浜三村16-2幢202室
国籍：CN
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《主动发光交通标志全过程质量控制措施》团体标准

《主动发光交通标志全过程质量控制措施》团体标准在现代社会中，交通标志作为交通安全的重要组成部分，其质量控制尤为重要。

而《主动发光交通标志全过程质量控制措施》团体标准则是对交通标志质量进行全面评估和控制的重要指导文件。

本文将从不同角度探讨该标准，帮助读者深入了解其内涵和作用。

1. 标准概述《主动发光交通标志全过程质量控制措施》团体标准是针对交通标志全过程质量控制而制定的具体规范。

该标准以维护道路交通秩序和保障行车安全为目的，围绕交通标志的设计、生产、安装、使用等全过程，提出了一系列的质量控制措施和要求，为交通标志的质量管理提供了具体指导。

2. 标准内容该团体标准涵盖了交通标志的全过程，具体内容包括但不限于标志材料的选择和测试、标志制作工艺和工艺流程、标志的防腐蚀和耐久性测试、标志的亮度和能见度要求等。

标准要求制定方必须对材料、生产工艺、成品标志进行全面检测，确保标志符合国家和行业的相关标准和要求。

3. 标准作用《主动发光交通标志全过程质量控制措施》团体标准的制定和实施，可以有效提高交通标志的质量水平，减少因质量问题导致的交通事故和安全隐患。

该标准还有助于规范交通标志行业市场秩序，促进行业健康发展，提升行业整体形象。

4. 个人观点作为交通标志行业的一名从业者，我认为《主动发光交通标志全过程质量控制措施》团体标准的出台对我们行业具有重要意义。

通过严格遵循该标准，我们能够更好地保障交通标志的质量，提升行业整体水平，为社会交通安全作出更大的贡献。

总结回顾通过本文的探讨，我们了解了《主动发光交通标志全过程质量控制措施》团体标准的重要性和具体内容。

这一标准的实施将对交通标志质量管理产生积极的影响，为交通安全保驾护航。

希望大家能够深入了解该标准，并在实践中加以落实，共同维护交通安全。

5. 实施和执行《主动发光交通标志全过程质量控制措施》团体标准的实施需要各个环节的合作和执行。

首先是标志制作厂家，他们需要严格按照标准要求选择材料、制定生产工艺和流程，并对成品标志进行全面检测。

【CN209281831U】LED灯发光道路交通指示牌【专利】

( 19 )中华人民共和国国家知识产权局
( 12 )实用新型专利
(21)申请号 201920032060 .X (22)申请日 2019 .01 .08 (73)专利权人南京鑫荣汇信息科技有限公司
地址 210046 江苏省南京市栖霞区仙林大学城学津路8号高创大厦B座713室
(72)发明人任云飞 (51)Int .Cl .
2 .根据权利要求1所述的LED灯发光道路交通指示牌，其特征在于，所述插销(33)成阶梯的形状，所述插销(33)的细端上套设有弹簧(34) ，所述弹簧(34)的两端分别抵触在所述插销(33)的台阶(21)面上和所述连接孔(42)的底壁上。
3 .根据权利要求2所述的LED灯发光道路交通指示牌，其特征在于，所述支杆(3)、所述插杆(4)要求书1页说明书4页附图6页
CN 209281831 U
CN 209281831 U
权利要求书
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1 .一种LED灯发光道路交通指示牌，包括支杆(3)、固定板(1)、固定在固定板(1)上的若干二极管 (2) ，其特征在于，所述固定板 (1)上沿固定板 (1)的径向方向设有插杆 (4) ，所述支杆 (3)的上端设有供所述插杆 (4) 插接的连接套(31) ，所述连接套(31)上沿连接套(31)的径向方向滑移连接有插销(33) ，所述插杆 (4)上设有供所述插销(33)配合的连接孔 (42) ，所述连接套(31)的侧壁上螺纹连接有限位套(32)。
6 .根据权利要求5所述的LED灯发光道路交通指示牌，其特征在于，所述封闭板(12)和所述罩壳 (11)上镜像设有凸环(15) ，所述固定板(1)的圆柱面抵接在所述凸环(15)的内侧。
7 .根据权利要求4所述的LED灯发光道路交通指示牌，其特征在于，所述封闭板(12)上焊接有固定套(17) ，所述插杆 (4) 插接在所述固定套(17)中，所述固定套(17)的下端设有沿径向方向设有若干翻边(18) ，所述插杆(4)上螺纹连接有T形的锁紧套(41) ，所述锁紧套 (41)上转动连接有连接部(5) ，所述连接部(5)包括法兰(51)、固定在法兰(51)上的连接环 (52)、固定在连接环(52)上的若干与所述翻边(18)配合的限位片(53) ，相邻所述翻边(18) 之间的间距大于所述限位片(53)的长度。

自发光式交通标志亮度与对比度的研究

浙江交通职业技术学院学报，第９卷第３期，２Ｏ年９月０８
Ｊｕａ０ＺｅａｇＩｓｔｅ０ｏｍｎｃｏｆｏｒｌｆｈｊｎｔｕｆｍｕｉｎｎｉｎｉｔＣ￣ｉｌ
Ｖ１９Ｎｏ３，Ｓｐ２Ｏｏ．．ｅ．Ｏ８
自发光式交通标志亮度与对比度的研究
标志视认性的重要因素，确定标志亮度水平时，应
０引言
随着公路建设的发展，不同的道路交通环境对交通标志的视认性提出了不同的要求，特别是随着特长隧道、跨海大桥的建设，交通标志需要满足一些特殊气候、环境下的使用要求。自发光式交通标
Ｄａｋｃ，ＬｍｌｌｌｅＵ【＿ｉｒｉｔｆ低亮度环境下，交通标志最佳亮度值为｝ｅｌ士ｉａｃ】Ｉ皿｜ｙａｄＬＩｒ，０ｔｌｉｌ）ｏｉｒ
ＴａｉＳ舯．Ｊｒｆｃｉ【４
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亮度时，亮度均匀度对视认性没有影响。
一
志利用自身光源的照明，使交通标志能够在恶劣环境下仍清晰可见，常用于特殊环境、粉尘较多的隧
道、水汽较多的河网地带、腐蚀性较大的沿海公路。亮度和对比度是影响自发光式交通标志视认性能的重要指标，通过对其进行研究，以保证自发光式交通标志的使用效果，满足不同环境的使用要
亮度范围与对比度值，对自发光式交通标志设计具有参考价值。
关键词－自发光；背光；交通标志；视认性；亮度；对比度

LED主动发光背透式(指路标志)

LED主动发光背透式（指路标志）
明亮柔和让城市更美丽
技术创新优势
※整体产品采用了基于反光膜文字图形的背透光技术，在不影响交通标志最基本的逆反射性能下，同时拥有了主动发光的光学性能，使得交通标志的视认不再受供电、光源条件的约束。

※整体产品采用了基于LED发光二极管的面光源技术，将光强度极高的LED点光源透过反光膜转换为面光源，LED发光二极管特有的冷光、穿透性提高了文字图形的亮度和视觉效果，能够满足交通标志在动态环境中被远距离视认。

※整体产品采用了基于导光板的节能、高亮技术，仅仅使用了较少数量的LED发光二极管，实现较高的亮度，超过10平方米面积的标志用电仅相当于150W电灯功率。

执行标准：Q/3201 SKJT 001-2014
《LED背透式主动发光道路交通标志》。

供电方式：电网接入(推荐)，太阳能与风能互补。

工作电压：接入220V,输出18V。

视认距离：动态不小于210m;静态不小于250m。

光源材料：白色冷光型LED发光二极管、导光板。

反光材料：微棱镜可透光反光膜。

标志结构：铝合金板材、型材，箱体厚度≤60mm。

使用寿命：5-10年。

文字高度：≥350mm。

单位重量：28KG/㎡±3KG(质量与发光部分所占的比例有关)。

主动发光交通标志视认性研究综述

主动发光交通标志视认性研究综述发布时间：2021-12-02T01:25:07.050Z 来源：《科学与技术》2021年7月第19期作者：陈丽[导读] 主动发光交通标志的出现弥补了逆反射标志的缺陷陈丽华设设计集团北京民航设计研究院有限公司摘要：主动发光交通标志的出现弥补了逆反射标志的缺陷，能够有效解决夜间和雨雾等特殊天气条件下视认性差的问题。

目前国内对主动发光标志的研究与逆反射标志相比仍处于起步阶段，对特殊天气条件下主动发光标志的应用研究甚少。

随着安全理念深入人心，安全生命防护工程的大力建设，主动发光标志的应用将会大大提高交通安全设施的安全水平。

本文主要总结了目前主动发光交通标志的研究现状和存在的不足，并针对这些不足对主动发光标志下一步的研究方向进行了展望。

未来可重点研究适用于特殊天气条件下主动发光标志的版面参数，降低驾驶员因视认距离不足带来的安全隐患。

关键词：安全工程；主动发光交通标志；视认性；综述0 引言道路交通标志能够以颜色、形状、字符、图形等向道路使用者传递视觉信息，帮助驾驶员最直观的了解前方道路信息，并提供准确及时的信息和引导，使道路使用者顺利快捷地达到目的地，保障交通畅通和行车安全。

为保证驾驶员能快速准确的辨认标志信息，交通标志良好的视认性尤为重要。

随着社会的发展和科技的进步，为满足驾驶员夜间或雨雾等恶劣天气条件下对交通标志的有效视认，越来越多的国内外学者开始研究主动发光标志的视认性，并取得了一定的成果。

但受研究技术和研究方法的限制，对主动发光标志视认性的研究范围比较局限，离形成一套完整的标志体系还有一定的差距。

因此有必要对已有的主动发光标志的研究理论、方法和范围进行梳理、总结和展望，分析主动发光标志研究面临的挑战，明确未来研究的重点和突破方向，进一步提升交通运行环境的安全性。

1 主动发光标志研究现状目前，国内外研究学者对主动发光标志视认性的研究主要集中在标志特性和环境条件两方面。

1.1标志特性研究现状韩文元等[1]通过静态视认试验发现LED标志的亮度与驾驶员的视认距离并不成正比，而是达到某一极限值后视认距离逐渐下降。

主动发光让更多的生命受益于道路交通标志产业升级

主动发光让更多的生命受益于道路交通标志产业升级——写在全国实施公路安全生命防护工程之际赛康交安：刘干道路交通标志是用图形符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息的交通管理设施，其主要功能：体现道路交通安全法则的效力；明确交通行为规范；调节道路交通流量和提高通行能力；降低交通事故发生率，保障交通安全畅通。

随着人口、车辆、道路与经济水平的同步发展，道路交通标志已经与人们的生活紧密相关，是交通参与者无时不刻、必不可少的信息和安全工具。

最原始的道路交通标志，通常使用颜料、油漆、木材、铁皮制成，仅仅能够进行简单的良好视线状态下近距离识别。

20世纪初，董祺芳博士（美籍华裔）发明并研制了反光膜技术，应用于道路交通标志制造业，工艺和功能得到显著提升。

尤其是在夜间，强烈的车辆“远光灯”照射到交通标志板面反光膜材料，产生定向回归（逆反射）光源，使得车辆的驾驶人能够远距离识认信息内容。

近一个世纪以来，全球的道路环境依赖着逆反射原理的交通标志制造技术。

但该技术的缺陷也显而易见，车辆的“远光灯”会导致灯光区的非机动车和行人处于视觉盲区，而不打开或不具备“远光灯”条件的交通参与者在黑暗状态下无法识别标志信息内容，交通秩序和安全因此产生多重隐患。

在中国，道路交通标志和标线的相关国家标准GB5768最早发布于1986年，于1999年第一次修订，完全采用了反光膜技术。

直到2009年第二次修订，增加了主动发光式、照明式两种光学模式的道路交通标志。

而事实上，存在着明显功能缺陷的反光膜技术的道路交通标志，在几乎所有的公路上沿用至今。

1962年，通用电气开发出LED发光二极管。

LED的高亮、高寿命、低压、低能耗优点，早已经被广泛应用于与道路交通标志类似的户外广告标识制造业。

随着太阳能、风能等新能源技术的日益成熟，将反光膜与LED技术相结合，利用新能源，开发出一种适用于任意公路环境的主动发光道路交通标志，必将提高道路交通安全管理水平，有利于公路安全和生命防从技术角度看，太阳能、风能等新能源的广泛普及，LED高亮度、低能耗的实用性，应用于道路交通标志完全可行。

基于背光源的新型主动发光交通标志研究

lig h t tech nolog y was c re a tiv e ly a p p lie d to th e tra ffic signs and a new type a ctive lu m in o u s tra ffic signs was developed based on b a c k T h e s tru c tu re , o p tic a l m o d e , lig h t d e s ig n , advantages and disadvantages o f th e new tra ffic signs w ere in tro d u c e d in d e ta il. The
m ittin g to surface e m ittin g , and m akes the large g u id e sign a ctive lu m in o u s.
Keywords ：tra ffic
s ig n s ； a ctive lig h t - e m ittin g ；b a c k lig h t ；L E D
Zhou Dekai1， Ma Jianxiao1* ， Zhu Yayun1， Liu Gan2， Ding Bolin1,2
( 1 . C ollege o f A u to m o b ile and T ra ffic E n g in e e rin g , N a n jin g F o re stry U n iv e rs ity , N a n jin g 2 1 0 0 3 7 , C h in a ； 2. N a n jin g S K Y T ra ffic Safety T e chno lo gy S tock C O . , L T D , N a n jin g 2 1 0 0 3 7 , C h in a )

夜间驾驶条件下LED道路可变信息标志的视认现状调查及分析——以重庆市主城区为例

的要，通过 GA484—2010 《LED 路通诱可变信息标志》［"］中对于LED显示屏的两个相关指标可以推算出规范中对汉字尺寸分为15种，即相应的最小的字体尺寸为256 mm,最大字体尺寸为800 mm%
第32卷第3期何荥等：夜间驾驶条件下LED道路可变信息标志的视认现状调查及分析——以重庆市主城区为例
optimieation ooLED eoad vaeiableinooemation signsundeenightdeivingaonditions.
K+y words： LED eoad va eiable in oo emation sign； oont b eightne s； oontsiee； aoloe
了沙坪坝、九龙坡等中心区内6个重要交通节点，
对这些节点中在夜间工作条件下VMS屏幕亮度、色彩、字体尺寸等信息可视性相关因素进行数据测量、
统计，并结合主观调查进行深入分析％具体区位信
息及现状情况见（表1、表2）%
表1调研节点基本型信息 Table 1 Basic information of research node
, 统对于改善当前严峻的交通形势来说至关重要+ 2 3］ %
LED道路可变信息标志（LED of Road Variably Message Spn,以下简称VMS）能够通过发布即时交通信息帮助道路使用者及时调整其驾驶行为，从而减少交通事故、缓解交通堵塞、提高路网内交通流量+4］% VMS与传统道路交通标志相比最大的优点在
亮度指标Lmyo,还提出了最小亮度（即夜间显示亮度）应当控制在上述最高亮度Lmyo的10%以下（表 3 ），GB/T 23828—2009《高速公路LED可变信息标志》［20］中也对VMS屏的亮度指标做了规定（表4）% 1.3.2字体规范理论基础

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。