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主动发光交通标志研究与应用

【作者】   【来源】交通安全智库   【发布时间】2019年3月21日

[一、调研概况]

2016年9月,应韩国建设技术研究院(KICT)、韩国企业Kims AD的邀请,有幸就道路交通标志管理与视认性技术对韩国的相关科研、生产部门进行了学术访问。考察团成员与两所机构的相关研究人员、部门负责人就双方关心的交通标志与交通安全进行了深入交流。

访问期间,考察团成员还调研了韩国及邻国日本的交通标志实际应用情况,并对两国在道路交通安全领域先进的设计理念进行了重点考察,获取了大量一手资料供日后借鉴与研究。

[二、旅途的细碎与KICT及Kims AD交流纪实]

1.与KICT就标志管理系统及主动发光标志研发进行交流

韩国建设技术研究院KICT(英文全称KOREA INSTITUTE of CIVIL ENGINEERING and BUILDING TECHNOLOGY)成立于1983年,是隶属于韩国政府的一个国家级科研机构,致力于研究并解决各类工程建设中的技术及安全问题。其中该院在交通工程领域,为韩国国土交通部及韩国政府提供了大量而有效的交通相关问题的建议,同时参与编制了一批标准、规范。

近几年,我国交通运输部与韩国国土交通部建立了良好的合作关系,我国多个研究机构亦与KICT达成了较好的合作意向,并且对一些共同关心的问题进行了合作研究。

本次访问交流是在上述背景下进行的,交流的重点主要集中在公众关注度最多、预防交通事故性价比最高的交通标志方面。双方对交通标志领域的两个前沿研究课题——交通标志管理及评价系统、主动发光技术进行了深入交流。

(1)韩国的路网交通标志管理系统

截至2015年底,韩国全境各级公路(含城市道路)总里程达10万6千公里,登记在案的交通标志达16万5千块。为了更好的管理这些标志,解决路网标志设计中出现的各类问题,KICT道路标志管理中心于2002年着手开发路网交通标志管理系统。经过10多年的发展,该套系统已实现覆盖了韩国境内所有登记在案的交通标志,并建设成为具有完善的数据采集端、数据处理系统以及公众反馈窗口的网络综合管理平台。

本次访问中,KICT道路标志管理中心的Chang-HeeHong高级研究员介绍了所在中心与韩国国土交通部、地方道路管理部门之间的合作沟通机制,并就标志管理系统的数据采集方式、数据分析评价功能、评价结果反馈机制等内容与考察团成员进行了深入的交流。

Chang-HeeHong还邀请考察团成员来到标志管理中心,由管理人员现场演示了标志管理系统的各个功能模块,并与考察团成员就关心的具体技术问题进行了详细讨论。

(2)韩国的主动发光标志技术研发

KICT交通标志管理中心的工作人员还向考察团展示了该中心在主动发光标志技术方面的研究成果。

主动发光标志是不同于传统逆反射标志的一种新型标志,可有效提高驾驶员在夜间及不良气象环境中的视认距离。韩国在主动发光标志方面的研究进度与我国相近,所研发的发光标志类型包括点阵式LED发光标志、背光源式LED发光标志和光纤式LED发光标志,如下图所示。

2.与Kims AD就主动发光标志生产技术进行交流

KimsAD成立于1996年,是韩国一家具有一定规模的标志生产厂家,所生产的产品包括主动发光交通标志、发光突起路标,以及闭路电视监控系统等。在主动发光标志研发领域,该企业拥有较强的研发能力和一定的技术储备,并与KICT标志管理研究中心保持着长期的技术合作关系,属韩国主动发光标志生产企业中最具实力的企业之一。

KimsAD的首席技术官Choi Young Gyu向考察团介绍了他们公司的背光源式LED发光标志,以及光纤式LED发光标志。韩国厂家所用的背光源式标志的透光板为高性能PC板,具有较好的透光性和热稳定性,由冷热变化而引起的相对位移较小,不易变形且使用寿命有保证。而关于新型光纤标志,Choi Young Gyu介绍说,其最大的特点就是节能。根据美国相关研究计算,每年同样照度和使用效果条件,光纤标志所消耗能源是其他标志的1/4—1/3,适合配套太阳能电池,设置于供电不方便的地区。

考察团成员就kimsAD公司发光标志的性能参数,生产流程,使用寿命等有关问题与韩方技术人员进行了深入交流,并近距离参观了各类发光标志样品。

[三、主动发光标志应用情况考察纪实]

1.总体情况

在本次考察中,代表团对韩国及日本各级公路的主动发光标志使用情况进行了调研,重点考察了两国发光标志的使用规模以及使用形式。通过本次考察,考察人员的总体印象为:LED发光标志在两国道路上得到了较为广泛的使用,标志类型也多种多样。可以预见,随着各个国家城市化进程的不断推进,在日益复杂的道路网络中,具有全天候优良视认性的主动发光标志,将是各国未来交通标志发展的一个大的必然趋势。

2.韩国主动发光标志应用情况

韩国的主动发光标志多用于城市道路及高速公路出口处,且发光形式多样。以首尔市及周边地区的路网为例,各级道路均有主动发光标志的使用。如下图所示,依次为韩国半透式LED发光标志、全透式LED发光标志、光纤式LED发光标志的使用案例。其中,光纤式LED标志在韩国的使用时间较短,具体性能效果,韩国方面正在积极研究评估中。

3.日本主动发光标志应用情况

日本是亚洲最早实现工业化的国家之一,在经济发展方面取得巨大成就的同时城市化水平也得到很大提高,交通事业高度发达,是世界上高速公路密度最大的国家。以东京、京都、大阪、神户为代表的都市圈,经常可看到2层、3层乃至4层的立交桥、互通和地下道路,密集的路网和发达的交通设施展示了国际大都市的时代感。而驾驶员在如此复杂的路网和道路体系中行车,对交通标志的指引效果也提出了更高的要求。

日本的公路大多有路灯照明,车辆一般只开近光灯,很多高速公路甚至不设防眩板。而在夜间行车时,近光灯往往不能有效照射到标志版面,一般的逆反射标志的视认性将会受限。所以对于道路上重要的指路信息,或者事关安全的警告信息,日本的做法是全部采用主动发光标志。

在日本高速公路上,主动发光标志的数量是惊人的,以考察团途径的东关东自动车道为例,发现几乎每一个出口的出口预告标志都采用了主动发光形式;不仅如此,在分合流点、隧道及地下道路、线形不良路段、出口密集区域等点段,相应的警告、禁令、指示标志也均采用了主动发光形式。

根据发光标志的应用数量,考察团仔细查询了日本相关标准发现,其中对于高速公路的交通标志进行了详尽的光学形式规定。地点方向、出口确认标志必须采用LED内部照明;采用逆反射的出口预告、车道指示标志必须增加外部照明装置;限速标志则全部采用LED点阵主动发光式。

[四、其它交安设施及交叉口渠化考察纪实]

1.总体情况

在本次考察中,代表团对韩国及日本的道路交安设施以及交叉路口渠化进行了调研。调研对象包括:道路轮廓标、减速丘、示警桩、针对行人和非机动车通行的安全设施设计、交叉路口渠化设施设计等。留给考察团的整体印象是,两国道路交安设施,真正做到了以人为本,设计及施工过程的精细化程度很高,有很多国内可以学习与借鉴的地方。

2.精细化的交安设施

在韩国及日本考察期间,一些别具特色、体现以人为本理念的交安设施引起了考察团的注意。

如下图所示,为韩国城市道路行人过街通道处设置的示警桩。示警桩的外部是橡胶层并贴有反光膜,可对过往车辆起到警示作用;而在示警桩的内部,则设置有链式弹簧,当车辆与之相撞时,可起到缓冲与保护作用。

进入韩国首尔市区后,可以看到很多嵌入式道钉,如下图所示。嵌入路面的结构设计,可最大程度减小车辆经过时对其造成的损伤,并可避免冬季被铲雪车辆连同积雪一起铲走。

转到日本的公路上,仔细观察设于路侧或对向行车分隔带的轮廓标,会发现其设计别具匠心。日本人在轮廓标的两侧安装了一对带清洁刷的小风扇,当有车辆驶过时,所形成的气流会带动小风扇转动。在夜间行车时,轮廓标给人的感觉就像一个个闪动的“风火轮”,既达到了引起驾驶员警觉的目的,又自动清洁了轮廓标的反光面,一举两得。

日本道路对于路侧风险的防护充分且精准。在由成田机场去往东京市区的道路上,考察团成员发现,路侧对应于每一个路灯或立柱结构,均单独配套有防护护栏,即追求防护的充分性,又讲究防护的经济性。

3.鲜明的交叉口渠化设计

韩国城市道路的交叉口渠化设计非常细致。以首尔市的小型路口环岛为例,每一个路口均设有车流渠化岛和行车诱导标志,且每条车道均设有连续的导流线。


另外,在韩国首尔市区道路的很多交叉口及行人过街通道都设置了减速丘,从距离人行横道线5米远左右的位置开始,主路路面被逐渐垫高,至人行横道处与路缘石齐平,在减速丘标线的配合下,整个减速丘与周围道路环境融为一体,浑然天成,毫无违和感。

[五、总体感受及建议]

韩国和日本的经济发展和城市化进程走在我国的前面,纵观两国道路交通的发展历程,我们可以从中吸取到很多成果经验,同时也可窥见我国道路交通未来发展的趋势与方向。本次针对两国的各级道路进行实地考察后,主要在以下两个方面感触颇深。

1.主动发光标志技术的广泛应用

韩国与日本均大量应用了主动发光标志技术,可以预见主动发光标志将是未来交通标志发展的一个大趋势。建议我国可参考两国相关主动发光标志的生产及设置标准,加大对于主动发光标志的研究与应用。同时为智慧城市、智能交通提供新的技术支持,也为未来无人驾驶的机械识别实现车路协同夯实基础。

2.交安设施的精细化设置

与韩国日本相比,我国在交通安全设施的总体设置技术上并不落后。但是,从精细化角度出发,我国公路上大量的安全设施设计比较粗放。韩国公路上进行的针对行人和非机动车通行的安全设施设计、交叉路口渠化设施设计;日本的道路轮廓标、车辆堵塞提示标志等,均体现了精细化的设计思想,值得我国设计施工人员借鉴与学习,提升安全设施的设置水平。

 

 

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