R & D
Обзор
Почему необходимы люминисцентные знаки?
- Дороги становятся все быстрее и сложнее, но восприятие, суждение и действия водителей ограничены.
- По мере развития технологий и оборудования (виртуальной информации) восприятие водителем текущей информации о дорогах становится недостаточным.
- Дорожная обстановка ухудшается из-за социальных и погодных условий, таких как старение, ночное вождение, отвлекающие факторы, ухудшение погоды.
В ночное время и после плохой погоды становятся необходимыми люминесцентные знаки, чтобы водитель с плохим зрением мог четко ориентироваться в дорожной ситуации.
Требования к люминисцентным знакам
- Передача точной информации дорожных знаков на дальное расстояние независимо от условий погоды
- Отсутствие факторов, приводящих к ошибкам восприятия, или препятствии поля зрения таких, ослепляющий блеск, иррадиация, ошибки и т. д.
- Легкость установки, высокая надежность, простота обслуживания на месте.
Ключевые вопросы проектирования люминесцентных знаков
- Избежание вывода источника света на лицевую сторону знака (прямое освещение покрытия) или его непосредственного прикрепления на раме.
- Минимизация количество применяемых светодиодов.
- Комбинация упрощенных и оптимизированных компаонентов.
Какие ключевые технологии должны быть реализованы в продуктах для соответствия требованиям?
Низкое энергопотребление
Сделать установку простой
(Решить проблему потребления электроэнергии)
Качество излучения света
Обеспечение различаемости/ привлечения внимания/узнаваемости/читаемости Решение проблемы слепящего блеска/иррадиации
Прочность/надежность
Выполнение функции в течение длительного времени без обслуживания и четкость изображения без искажений
Простота обслуживания
Решения для своевременного обслуживания, чтобы избежать лишних затрат, несчастных случаев и временного демонтажа знака.
Вопросы проектирования
Вопросы при проектировании люминисцентных знаков – обеспечение прочности/надежности/простоты обслуживания
Ключевые задачи
- Отделить светодиоды от рамы
- Уменьшить количество применяемых светодиодов
- Упрощенный узел компонентов
Цели
- Защита светодиодных элементов от внешных воздействий
- Реализация срабатывания светодиодов при низкой мощности
- Повышение прочности/надежности для простоты обслуживания
Направления реализации
- Избежание вывода источника света на лицевую сторону знака или его непосредственного прикрепления на рамы
- Минимизация количество применяемых светодиодов
- Комбинация упрощенных и оптимизированных компонентов
Отделить светодиоды от рамы
— Избежание вывода источника света на лицевую сторону знаков или его непосредственного прикрепления на рамках
- Светодиод является полупроводниковым элементом, поэтому уязвим к высокой температуре(55%)/ влажности(20%)/ вибрации (19%).
- В частность воздействие прямых солнечных лучей приводит к повреждению продукта из-за перегрева Возникает явление затверждения защитной пленки поверхности светодиодного элемента (линзы) из-за УФ-лучей, что резко снижается коэффициент проекции света.
- Искажение информации знака / пропуски инофрмации из-за частичного отказа светодиодов.
<Рисунок 1> Причины отказа светодиодов
<Рисунок 2> Температурно-зависимая эффективность светодиодных модулей
Уменьшение количества применяемых светодиодов
— Минимизация использования светодиодов
- Светодиод имеет характеристики резкого увеличения потребляемого тока даже при маленьком повышении напряжения.
- При увеличении количества подключенных светодиодных элементов происходит их значительное нагревание.
- Повышение температуры перехода из-за энергоперегрузки и нагрева снижает световой поток и срок службы светодиодов.
- Если возникает неисправность у светодиодов в параллельном массиве, она распространяется на другие светодиоды прилегающие к тому же кабелю.
Связь между напряжением постоянного тока и током светодиодов
*Скорость удержания светового потока (эффективный срок службы устройства) резко снижается, когда возрастает потребление тока
Связь между перегруженным светодиодом PHOSPHOR для белого сигнала и сохранением светового потока
Упрощенный узел компонентов
— Сочетание оптимизированных компонентов
- При отделении знаков от опоры для обслуживания практически сложно установить заменяющие знаки
- Если по структуре источник света не отделен от рамки корпуса, то при возникновении неисправностей необходимо проводить демонтаж всего знака полностью
- Дорожные ситуации, которые трудно контролировать и опасны, требуют, чтобы детали собирались для технического обслуживания в инспекционном окне.
Ключевые требования
Стратегические значение знаков
Передача четкой и постоянной информации знаков
- Знаки безопасности движения должны четко сообщать водителю информацию, связанную с правилами, инструкциями и вниманием, с тем чтобы водитель сам мог добросовестно выполнять торможение, рулевое управление и вождение.
Выские стандарты качества знаков
- В случае люминисцентных знаков в отличие от обычных знаков имеют практическое значение в ночное время, доверие и уважение водителей к информации знаков зависит от качества излучения света.
Минимизация неблагоприятных эффектов от люминисцентого излучения
- Нужно всесторонно убрать различные неблагоприятных эффекты от излучения, и максимизировать общие стратегические эффекты
GOOD
BAD
Восприятие водителей
Заметное отличие и привлечение внимания
- Сейчас в дорогах знаки различных типов установлены, однако не выражены отличающиеся от других знаков характеристики по которым можно узнать приоритет по степени важности информации на знаках.
- Увеличивается количество коммерческих вывесок (светодиодные дисплеи, вывески с внутренним освещением), из-за которого видимость информации знаков снижается.
- Некоторые Люминисцентные знаки (светодиодные или с внутренним освещением) имеет тот же способ светоизлучения, что затрудняет диференциацию знаков от вывесок.
- Обязательно необходима технология светоизлучения с четкой отличаемостью и привлечением внимания.
Достаточная узнаваемость знаков и читаемость знаков
- Когда угол излучения увеличивается, различимость знаков ухудшается. По этой причине с увеличением расстояния видимость и читаемость знаков постепенно ухудшается, особенно при возникновение тумана.
- Повышение видимости и удобочитаемости является самым важным требованием для знаков, поскольку оно позволяет водителям принимать надлежащие суждения и маневры на транспортных средствах, обеспечивая достаточную видимость и дальность чтения.
Подавление нарушения зрения водителя чрезмерной стимуляцией (ослепления)
- Поскольку знаки должны позволять водителю считывать информацию в течение достаточного количества времени, чтобы иметь возможность интерпретировать и делать соответствующие суждения, надежная доставка визуальной информации является наиболее важной для водителей.
- Ослепление, вызванное чрезмерным освещением и яркостью, является наиболее типичной проблемой, которая ухудшает зрение водителя ночью. Водители испытывают временную потерю зрения из-за положительного остаточного образа или отводят взгляд от знаков.
- Например, светодиодные вывески излучают мощный свет от каждого светодиода непосредственно с поверхности, и вызывают интенсивное ослепление, в то время как метод внутренней подсветки вызывает временное ухудшение зрения вождения из-за положительного остаточного изображения в случае светоизлучения с поверхности вывески.
Установка и управление
Простота установки
- Прокладка кабеля в земле считается стандартным методом для дорожных знаков, однако ее стоимость велика. Кроме того, аварийно-опасные дороги в большинстве располагаются в удаленных местах, где невозможен ввод электричества.
- Хотя введено электричество, постоянно нужно обслуживать кабели и платить высокую дополнительную стоимость электричества
- Срабатывание знаков с помощью солнечной энергетики является единственным решением данной проблемы, а с учетом недостатки солнечных дней необходимо реализовать технологию излучения света при низкой мощности.
Прочность и надежность
- Дорожные знаки должны иметь высокую прочность, чтобы работали длительное время без сбоев в агрессивной дорожной среде (УФ-лучи, тепло, влажность, пыль, вибрации, ветер).
- Необходима стабильная работа без сбоев из-за изменения температуры, ненужного мигания, частичной поломки светоизлучающих элементов или ухудшения характеристик, которые снижают видимость и читабельность.
- Из-за высокой стоимости люминисцентных знаков, они должны иметь прочность для длительной работы в течение 5-10 лет, чтобы обеспечить экономическую рентабельности по сравнению с инвестициями.
- Долговечность и стабильность ухудшаются при высоком уровне использования светодиодов, экспонировании светодиодов, непосредственной привязке к раме, высоком потреблении электроэнергии и сложной внутренней сети.
- Светодиодные дисплеи или знаки с внутренним освещением предназначены для коммерческих вывесок, и поэтому не подходят к требованиям прочности и надежности, предъявляемых к дорожным знакам.
Простота обслуживания и меры по сбоям
- Электрическая неисправность и периодическая замена LED лампы имеют важное значение для электрического освещения, поэтому должна быть возможность быстро и легко обслужить продукт во время сбоев.
- Для того, чтобы свести к минимуму осложнения в дорожной ситуации и предотвратить отсутствие необходимого знака на месте из-за его обслуживания, продукт должен быть обслужен на месте
- Многочисленные источники света, распоожение их на поверххности знака, непосредственное закрепение на раму, сложная структура и проводка вызывают затруднения при обслуживании на месте, поэтому продукт должен иметь простой изолированный источник света и легко собираться.
- В случае неисправности должна поддерживаться светоотражающая функция. Светодиодные знаки становятся пустыми в случае сбоя или пропадания питания, поэтому они непригодны для знаков, отличных от VMS.