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推动交通标志产业技术创新升级的作用和意义

道路交通标志,是将道路交通管控措施传递给驾驶员的最为有效的信息载体,是交通管理部门进行交通管理的最重要手段,是性价比最高的交通安全设施。

道路交通标志,是将道路交通管控措施传递给驾驶员的最为有效的信息载体,是交通管理部门进行交通管理的最重要手段,是性价比最高的交通安全设施。无论是城市道路、高速公路,以及正在实施中的公路安全生命防护工程,科学合理的设置交通标志是保障安全畅通必不可少的主要手段。又由于交通标志必须设置于道路的视觉空间范围内,一定程度上影响着城乡环境的品质。

一、我国道路交通标志技术标准的沿革,至今共经历了三个阶段。

    第一个阶段的约30年时间里共完成了三次技术规范制修订:1955年由公安部发布实施的《城市交通管理规划》里明确了交通标志分为三类28种;1972由在公安部、交通部联合发布实施的《城市和公路管理规则》里明确了交通标志分为三类34种;1982年由交通部发布实施的行业标准JTJ072-82《公路标志及路面标线》里将交通标志提升到三类105种,一直沿用至1985年。在这一时期,交通标志的制造工艺主要是油漆涂刷于木块或铁皮以及搪瓷技术。

    第二个阶段的约23年时间里又完成了三次主要的技术标准制修订:1986年第一部强制性国家标准GB5768《道路交通标志标线》将交通标志扩展到二类168种;1995年交通部发布实施了JT/T279《公路交通标民板技术条件》;1999年对GB5768进行了一次较大范围的修编,一直沿用至2008年。期间,2005年由公安部发布实施了GA/T580《太阳能道路交通标志》,对交通标志的光学形式开展了创新,但该技术在较长的时间内没有得到普及应用。在这一时期,交通标志的制造工艺主要是应用铝材和反光膜技术,其中反光膜长期依赖于国外进口。

    第三个阶段的近7年时间里,交通标志的技术标准工作得到了质和量的同步快速提升,超过10部国家、行业标准完成制修订并发布实施,同时还有较多省份和城市制订了地方规范标准。尤为重要的是,2009年对GB5768进行了第三次修编,同年发布实施了GB/T23827《道路交通标导板及支撑件》,交通部发布了JT/T750《内部照明标志》、JTG-D82《公路道路交通标志和标线设置规范》;2015年先后发布实施了GB/T31446《LED主动发光道路交通标志》、GB51038《城市道路交通标志和标线设置规范》;另外,GB5768的第四次修编工作已经列入2016年计划。在这一时期,交通标志的制造工艺较多提出了“主动发光”的光学模式创新,受限于技术研发的滞缓,仅仅是较小范围的示范应用,但是在示范应用的道路上极为显著的改善了道路交通安全状况,近年来呈需求增长态势。

二、传统反光交通标志技术的视认性缺陷与不足。

    目前绝大部分在用的道路交通标志是“逆反射”光学模式,其优点是无须电源可以借助机动车辆的灯光照射后远距离视认,但其缺点也较为明显,主要如下:

1、由于反光膜应用的是逆反射视认技术,简单地说就是借助机动车辆的大灯灯光照射向交通标志板,产生一个定向回归的反射光线,使得车辆驾驶员视认。在动态的交通环境中,驾驶员需要远距离识别交通标志信息才能够获得足够的提前操作反应,而这就使得必须打开车辆远光灯。正是远光灯这一问题,无数起交通事故、无数条鲜活的生命被它所伤害。同时我们还应当认识到,交通标志不应当仅仅服务于具备远光灯条件的车辆,还有更多的行人、非机动车、灯光光效欠缺的机动车辆需要全天候清晰的视认。

2、早在10年前,同济大学潘晓东教授开展了《逆光条件下交通标志的可视距离研究》,该研究明确提出了早晨和傍晚,车辆迎着太阳光时的交通标志处于逆光环境中,因困难或无法视认交通标志极易让驾驶员产生误判甚至于眩晕。遗憾的是,显著的一个严重道路交通安全隐患问题,研究仅仅开展到发现问题的这一步,再无下文。

3、雨、雪、雾、霾等恶劣天气环境条件下,受限于车辆灯光的光效影响,传统的反光型交通标志形同虚设。

4、城市商业发达的街区以及广告林立的道路两侧,过度的霓虹灯、照明亮化比比皆是,严重削弱了交通标志在道路系统中的主视认作用。

5、反光膜采用的是高分子化工材料和树脂粘合技术,使用寿命具有不稳定和不持续性,在道路上经常可以看见反光失效的现象。在一些潮湿寒冷的环境下,产生的板面结露也会给交通标志带来视认模糊。这些都是直接或间接性的交通安全隐患,需要我们去认知。

    在美国、欧洲、日本等发达国家,早已经清楚上述的逆反射技术视认缺陷,他们更加重视道路交通安全设施的基础性研究,通过增加外部照明系统、应用LED主动发光技术去满足交通标志在全天候气象条件下的视认功能,保障交通安全和畅通。美国得克萨斯州交通研究院(TeaxsA&M TransportationInstitute,简称TTI)早已经有研究证明道路交通标志视认性与交通事故之间的必然联系,视认性较差的交通标志,往往会因为交通参与者错误判断或无法判断信息而诱发交通事故;通过提供更加良好视认性的交通标志,能够及早预防和减少不必要的交通事故。

三、新型光学交通标志的安全测试评价与应用评估。

    2015年12月,受南京赛康交通安全科技股份有限公司委托,交通运输部公路科学研究院公路交通安全工程研究中心在公路交通试验场开展了三个试验批次、三种形式的标志视认效果分析,出具了《LED主动发光标志与逆反射标志夜间视认性对比试验报告》,得出如下数据结论:

1、一般城市道路指路标志(有路灯),III类反光膜(高强级)逆反射指路标志的平均有效视认距离为142 米;点阵式 LED 主动发光指路标志的平均有效视认距离为131 米;半透式 LED 主动发光指路标志的平均有效视认距离为211 米。

对视认距离进行差异性比较分析,结果显示城市道路半透式 LED标志的视认距离与其它两种标志均存在显著性差异。这说明半透式 LED 主动发光指路标志的视认性最优,并且明显优于 III类反光膜(高强级)逆反射指路标志和点阵式LED 主动发光标志。其中,半透式 LED 主动发光标志的视认距离比 III类反光膜(高强级)逆反射指路标志的视认距离提升 46%。

2、 高速公路指路标志, V类反光膜(钻石级)逆反射指路标志的平均有效视认距离为 162 米;点阵式 LED 主动发光指路标志的平均有效视认距离为264米;半透式 LED 主动发光指路标志的平均有效视认距离为  244米。

对视认距离进行差异性比较分析,结果显示主动发光标志与逆反射标志的视认距离存在显著性差异。这说明LED 主动发光标志视认效果明显优于 V 类反光膜(钻石级)逆反射指路标志,而点阵式 LED 主动发光标志与半透式 LED主动发光标志的视认效果则差异不大。主动发光标志的视认距离比 V 类反光膜(钻石级)逆反射指路标志的视认距离提升 63%。

3、警告标志与禁令标志,主动发光标志较 m类反光膜(高强级)逆反射标志具有更优的视认性,视认距离提升 20%。

    根据试验数据,结合江苏省、山东省、山西省、吉林省、贵州省、湖北省、安徽省等地不同等级道路的示范应用后来自于公安交警部门的反馈信息,主动发光交通标志能够弥补反光标志的技术缺陷,对道路交通事故预防、提升道路交通安全管理水平和环境品质均有着显著优势,具有一定的可持续应用价值。

四、推动道路交通标志产业技术升级的建议及其重要作用。

    其一,建议明确道路交通标志产业升级和应用的技术创新路线:

    一方面,在现有的各等级公路建设改造,以及公路安全生命防护工程中,予以技术创新的大力支持,明确应用的范围和形式,从国家层面的专项补贴资金中给予应用考核,推动新技术的应用普及。

    一方面,针对新技术新产品,给予研究研发资金的专项支持,尽可能通过企业层面加速研究成果转化实施,同步制订强制性工艺和设置方面的技术标准,实施强制性质量认证,提高工程品质。

    另一方面,基于车路协同的无人驾驶技术在快速发展,交通标志理应成为车路协同的重要智能信息载体。技术上,根据道路管理的需求变化设置智能型交通标志,车辆自动识别接收现场交通标志信息,从而将信息反馈到车载系统,实现车辆的自动按照道路交通管理要求控制驾驶行为。在新的光学技术普及应用的同时,立项实施“车路协同智能载体”研究开发,以适应未来交通管理新时代的技术发展。

    其二,随着我国道路交通建设的日新月异,包括道路交通标志在内的交通安全设施行业已经成为国民经济的重要组成部分,是支撑道路交通安全管理向前发展的永续不可缺少的产业。在欧盟提出的道路交通事故零死亡理念和目标中,通过创新技术实现主动预防道路交通事故的发生或减轻事故损伤,是至为重要的措施。我国的道路交通安全管理技术起步较晚,与道路建设和路网形成规模速度不相匹配,一定程度上很难保障交通参与者的生命财产安全。通过对道路交通标志等基础设施的研究创新,是夯实道路交通安全管理工作的有力保证,具有极其重要的社会经济效益和民生保障作用。

黄昏近光灯条件下传统反光标志的视认实效

主动发光技术与被动反光技术对比实效

应用主动发光技术的G12珲(春)乌(兰浩特)高速的龙嘉机场段枢纽

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