交通誘導室外LED顯示屏有關問題之淺談

在智能交通系統的研究和發展中，解決城市交通擁擠、保障道路交通安全、提高交通路網使用效率的主要手段之一是建立交通誘導信息系統，這也是智能交通系統的重要組成部分。交通誘導信息系統的作用是根據道路交通狀況或管理部門指令，及時發布各種交通通告和相關交通信息，從而有效地對交通流進行疏導，合理地控制和均衡道路交通流的分布，提高現有道路的使用率，為駕駛人員和車輛安全快速行駛提供良好的服務。

1、 交通誘導與LED顯示
　　智能交通系統（Intelligent TransportationSystem，簡稱ITS）是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子控制技術及計算機處理技術等綜合運用于整個交通運輸管理體系。通過對交通信息的實時采集、傳輸和處理，借助各種科技手段和設備，對各種交通情況進行協調和處理；建立起一種實時、準確、高效的綜合運輸管理體系，從而使交通設施得以充分利用并能夠提高交通效率和安全，最終使交通運輸服務和管理智能化，實現交通運輸的集約式發展。
　　交通誘導信息系統是智能交通管理系統（ITS）功能體現的關鍵之一。ITS中各個子系統相互協調作用，對交通信息進行采集、處理和分析，并向交通管理者和出行者提供所需的有效信息。信息采集、信息處理及誘導信息的生成和誘導信息的發布，構成智能化城市交通誘導信息系統。
　　交通誘導系統中，誘導信息發布根據信息接收者的不同，分為面向個體和面向群體兩種。
　　面向個體的交通誘導信息一般通過出行者的車載設備進行接收，車載設備中包括了GPS定位、導航儀等裝置；面向群體的誘導信息發布方式有交通誘導室外LED顯示屏、無線廣播、電視、因特網、電話查詢等。其中，比較有效的手段是交通廣播和安裝在道路上的交通誘導室外LED顯示屏，這也是自前廣為發展和普遍采用的交通誘導信息對外發布的主要方式。
　　一般地，城市道路交通誘導信息系統包括基礎交通信息采集與處理、交通誘導算法及誘導信息生成、誘導信息發布顯示等三個方面的內容，總體結構如圖1所示。

2、交通誘導信息LED顯示屏的使用功能
　　LED顯示屏的生產與應用涉及半導體光電器件技術、電子電路技術、集成電路技術、信息圖像處理傳輸技術、計算機網絡通訊技術以及電子產品制造和電子產品安裝工程相關的技術等。不同類型和不同性能的LED顯示屏，在材料構成、制作工藝、控制技術等方面區別比較大，技術內涵差異明顯，即使同類型、同性能的產品，不同的生產廠家所采用的技術也有很大不同。交通誘導信息室外LED顯示屏，根據道路交通管理的要求和交通誘導信息發布顯示的實際情況，在具體的使用功能上具有以下特點：

2.1 高亮度，合理視角
　　道路交通誘導信息的發布主要是面向道路上的行駛車輛，對顯示屏的視角要求不高，在城市道路上一般達到±35°左右即可。交通誘導室外LED顯示屏24小時連續工作。在陽光直射顯示屏表面的情況下，顯示內容應能夠清晰可見，因此，需要有較高的亮度。正常情況下可視距離要求在200m左右。

2.2 顯示顏色以紅綠黃為主
　　交通信息的發布主要是面向動態行駛中的車輛，行駛中的車輛在可視距離內的停留時間很短，因此應避免使用復雜的多灰度圖形和動畫內容，顯示內容多為文字和簡單的圖形標志。考慮到交通標志信號的常用顏色，通常采用紅、綠、黃三色顯示屏。紅、綠、黃三鐘顏色可分別顯示禁止、指示建議和警告信息等。

2.3 顯示屏亮度自動可調
　　交通誘導信息室外LED顯示屏24小時全天候工作，環境照度變化非常大。既要保證顯示屏在晴天百天最大環境照度時清晰可見，又要避免在陰雨天和夜晚的“炫光”現象，LED顯示屏的亮度需要能根據環境照度進行自動調整。一般情況下，交通誘導室外LED顯示屏的亮度自動調整應在8級以上。

2.4 全天候工作，環境條件復雜
　　交通誘導LED顯示屏在完全室外條件下工作，環境情況復雜，在溫度、供電、防雨、防潮、防腐蝕、防雷擊等方面的要求復雜，同時又要求很高的可靠性，對此需要采取專門的針對性措施。在交通誘導信息室外LED顯示屏的結構設計中，要重點注意顯示屏體的散熱、防水和防塵等問題。顯示屏的單元箱體結構設計應符合IP65防護等級要求。

2.5 遠程控制，智能檢測
　　交通誘導LED顯示屏安裝位置分布在較大的區域范圍內，一般由控制中心遠程控制。對顯示屏的日常維護和檢測比較困難，因此必須具有相應的遠程控制和故障診斷、檢測功能。一般對箱體溫度應能自動進行檢測和調整，使LED在適當的溫度范圍內工作，保證顯示屏的使用壽命。

2.6 安全性、實時性、準確性、可靠性要求高
　　交通誘導信息面向公眾發布，實時性、準確性和可靠性要求較高。為了保證交通誘導LED顯示屏工作的穩定性和可靠性，在顯示屏控制系統、軟件。LED像素管、集成電路等的選擇和質量要求方面應以穩定可靠為主。同時，交通誘導LED顯示屏一般在網絡環境下工作，進行公共信息發布，對安全性也有較高的要求。
　　此外，交通誘導室外LED顯示屏系統還要綜合考慮安放位置、顯示屏類型、技術參數、系統控制、產品結構、配套工程等多個方面的因素。

3、對目前交通誘導室外LED顯示屏的幾點看法
　　隨著智能交通系統的發展，我國許多城市正在建設道路交通誘導室外LED顯示屏系統，這對于改善和提高交通信息服務水平和交通秩序具有積極的意義。但是，由于對交通誘導系統和對室外LED顯示屏產品認識上的偏頗，以下幾方面的問題值得引起重視。

3.1 重規模，輕實效；重硬件，輕軟件
　　一方面，只注重LED顯示屏數量規模的發展，對交通信息采集、處理分析以及綜合的基礎信息平臺等信息源的系統性投入不夠，導致交通誘導信息室外LED顯示屏系統發布的信息貧乏，多集中于交通宣傳口號，提供具有實際誘導意義的交通實時信息較少，大大降低了LED顯示屏的作用。另一方面，在相關的硬件方面投入力度大；對交通動態綜合分析模型、算法及系統控制軟件的投入不足，使得交通誘導信息主要為定性的模糊信息，缺乏定量信息，誘導力度不強。
　　這兩方面的建設誤區，導致交通誘導信息服務水平在低層次徘徊，與智能化的要求差距很大。

3.2 設計定位脫離實際，忽視經濟技術合理性
　　交通誘導室外LED顯示屏從經濟角度考慮，一般使用琥珀色（橙色）即可。對于城市道路交通誘導信息的顯示，為提高警示性和顯示效果，采用高亮度紅色和純綠色LED，其組合產生的紅色可以達到明黃效果，醒目突出。同時，LED顯示屏的亮度、視角等性能指標是高度相關的，同時又與顯示屏的分辨率（點陣密度）有很大關系。單純地以其中的某一項指標很難進行評價。對于交通信息發布使用的顯示屏，在視角要求較小（±35°），動態識別距離要求不同時，在保證觀察者（正常人，矯正視力1.0以上）能夠正確認讀顯示內容的條件下，點間距一般在16～32mm，亮度可在6000cd/m2以上。
　　有些用戶由于缺乏對LED顯示技術的了解，或受誤導，在選擇LED顯示屏產品時，片面突出LED材料的品牌、亮度等因素，忽視結構設計和保證LED材料光學性能及質量穩定性采取相應的措施；過分強調專用LC的使用，沒有認識到由此帶來的生產成本和維護費用的增加。
　　雖然某些專用的LED驅動IC，在高灰度、全彩色顯示的白平衡調整以及某些特殊檢測功能的實現上確實具有一定的憂勢，但是，由于這些專用驅動IC使用范圍的局限，批量規模不夠，導致產品開放性差，成本昂貴。對交通誘導信息室外LED顯示屏來說，此類IC的使用經濟性比較差。
　　以特別受到關注的LED像素開路、短路自動檢測功能為例。一般交通誘導室外LED顯示屏的主要功能是準確發布信息，其可靠性理當首先要重視。實際上，室外LED顯示屏的可能故障點有通信部件、開關電源、功率器件、邏輯器件、PCB板、LED驅動IC、LED管等。故障原因主要是設計參數不當、器件本身缺陷和對外部惡劣環境的防護不當。隨著半導體器件行業技術水平的提高，LED像素產生故障的概率已經非常小，基本可以忽略。對顯示內容影響較大、影響到識讀者認讀的故障至少應該為驅動芯片故障。將故障自動檢測做到驅動芯片一級已經完全可以滿足使用的要求，而需要的代價與實現所謂的LED管開路、短路檢測相比可以忽略不計。
　　如果通過常規電路實現LED管開路、短路檢測，由此所增加的驅動電路的復雜性造成的故障率會遠大于LED管開路、斷路故障的概率，得不償失，沒有實際意義。使用專門的LED驅動芯片來實現，具備該功能的恒流驅動芯片只有個別廠家生產，產品的開放性和供貨周期等都有所不足，缺乏替代產品，導致顯示屏在使用中的維護將依賴或受制于芯片生產廠商。

3.3 產品選型盲目追新，不從實際需求出發
　　許多情況下，由于對交通系統認識的不夠深入，對交通誘導的具體需求缺乏認真研究，在設計和推薦選用交通誘導室外LED顯示屏時，動輒追求所謂的全彩色顯示、256級灰度甚至4096級灰度、動畫效果等實際意義不大的功能。
現有LED顯示屏有許多類型的具體產品，實際選用應該按需出發。對于交通誘導信息室外LED顯示屏，紅綠雙基色LED顯示屏完全能夠滿足交通誘導信息發布顯示的使用要求，交通誘導信息發布顯示紅、綠、黃三色已經足夠。為節省投資，在有些情況下還可以使用更加經濟的局部點陣LED顯示誘導指示牌。實際上，從具體安全考慮，面向行駛中的車輛駕駛員的信息發布，提倡簡潔、清晰和醒目，應避免使用復雜的多灰度圖形和動畫內容，否則輕者行駛者不可能完全看清顯示內容，重者則因注意力被分散導致發生交通事故。