交通诱导室外LED显示屏有关问题之浅谈

在智能交通系统的研究和发展中，解决城市交通拥挤、保障道路交通安全、提高交通路网使用效率的主要手段之一是建立交通诱导信息系统，这也是智能交通系统的重要组成部分。交通诱导信息系统的作用是根据道路交通状况或管理部门指令，及时发布各种交通通告和相关交通信息，从而有效地对交通流进行疏导，合理地控制和均衡道路交通流的分布，提高现有道路的使用率，为驾驶人员和车辆安全快速行驶提供良好的服务。

1、 交通诱导与LED显示
　　智能交通系统（Intelligent TransportationSystem，简称ITS）是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术及计算机处理技术等综合运用于整个交通运输管理体系。通过对交通信息的实时采集、传输和处理，借助各种科技手段和设备，对各种交通情况进行协调和处理；建立起一种实时、准确、高效的综合运输管理体系，从而使交通设施得以充分利用并能够提高交通效率和安全，最终使交通运输服务和管理智能化，实现交通运输的集约式发展。
　　交通诱导信息系统是智能交通管理系统（ITS）功能体现的关键之一。ITS中各个子系统相互协调作用，对交通信息进行采集、处理和分析，并向交通管理者和出行者提供所需的有效信息。信息采集、信息处理及诱导信息的生成和诱导信息的发布，构成智能化城市交通诱导信息系统。
　　交通诱导系统中，诱导信息发布根据信息接收者的不同，分为面向个体和面向群体两种。
　　面向个体的交通诱导信息一般通过出行者的车载设备进行接收，车载设备中包括了GPS定位、导航仪等装置；面向群体的诱导信息发布方式有交通诱导室外LED显示屏、无线广播、电视、因特网、电话查询等。其中，比较有效的手段是交通广播和安装在道路上的交通诱导室外LED显示屏，这也是自前广为发展和普遍采用的交通诱导信息对外发布的主要方式。
　　一般地，城市道路交通诱导信息系统包括基础交通信息采集与处理、交通诱导算法及诱导信息生成、诱导信息发布显示等三个方面的内容，总体结构如图1所示。

2、交通诱导信息LED显示屏的使用功能
　　LED显示屏的生产与应用涉及半导体光电器件技术、电子电路技术、集成电路技术、信息图像处理传输技术、计算机网络通讯技术以及电子产品制造和电子产品安装工程相关的技术等。不同类型和不同性能的LED显示屏，在材料构成、制作工艺、控制技术等方面区别比较大，技术内涵差异明显，即使同类型、同性能的产品，不同的生产厂家所采用的技术也有很大不同。交通诱导信息室外LED显示屏，根据道路交通管理的要求和交通诱导信息发布显示的实际情况，在具体的使用功能上具有以下特点：

2.1 高亮度，合理视角
　　道路交通诱导信息的发布主要是面向道路上的行驶车辆，对显示屏的视角要求不高，在城市道路上一般达到±35°左右即可。交通诱导室外LED显示屏24小时连续工作。在阳光直射显示屏表面的情况下，显示内容应能够清晰可见，因此，需要有较高的亮度。正常情况下可视距离要求在200m左右。

2.2 显示颜色以红绿黄为主
　　交通信息的发布主要是面向动态行驶中的车辆，行驶中的车辆在可视距离内的停留时间很短，因此应避免使用复杂的多灰度图形和动画内容，显示内容多为文字和简单的图形标志。考虑到交通标志信号的常用颜色，通常采用红、绿、黄三色显示屏。红、绿、黄三钟颜色可分别显示禁止、指示建议和警告信息等。

2.3 显示屏亮度自动可调
　　交通诱导信息室外LED显示屏24小时全天候工作，环境照度变化非常大。既要保证显示屏在晴天百天最大环境照度时清晰可见，又要避免在阴雨天和夜晚的“炫光”现象，LED显示屏的亮度需要能根据环境照度进行自动调整。一般情况下，交通诱导室外LED显示屏的亮度自动调整应在8级以上。

2.4 全天候工作，环境条件复杂
　　交通诱导LED显示屏在完全室外条件下工作，环境情况复杂，在温度、供电、防雨、防潮、防腐蚀、防雷击等方面的要求复杂，同时又要求很高的可靠性，对此需要采取专门的针对性措施。在交通诱导信息室外LED显示屏的结构设计中，要重点注意显示屏体的散热、防水和防尘等问题。显示屏的单元箱体结构设计应符合IP65防护等级要求。

2.5 远程控制，智能检测
　　交通诱导LED显示屏安装位置分布在较大的区域范围内，一般由控制中心远程控制。对显示屏的日常维护和检测比较困难，因此必须具有相应的远程控制和故障诊断、检测功能。一般对箱体温度应能自动进行检测和调整，使LED在适当的温度范围内工作，保证显示屏的使用寿命。

2.6 安全性、实时性、准确性、可靠性要求高
　　交通诱导信息面向公众发布，实时性、准确性和可靠性要求较高。为了保证交通诱导LED显示屏工作的稳定性和可靠性，在显示屏控制系统、软件。LED像素管、集成电路等的选择和质量要求方面应以稳定可靠为主。同时，交通诱导LED显示屏一般在网络环境下工作，进行公共信息发布，对安全性也有较高的要求。
　　此外，交通诱导室外LED显示屏系统还要综合考虑安放位置、显示屏类型、技术参数、系统控制、产品结构、配套工程等多个方面的因素。

3、对目前交通诱导室外LED显示屏的几点看法
　　随着智能交通系统的发展，我国许多城市正在建设道路交通诱导室外LED显示屏系统，这对于改善和提高交通信息服务水平和交通秩序具有积极的意义。但是，由于对交通诱导系统和对室外LED显示屏产品认识上的偏颇，以下几方面的问题值得引起重视。

3.1 重规模，轻实效；重硬件，轻软件
　　一方面，只注重LED显示屏数量规模的发展，对交通信息采集、处理分析以及综合的基础信息平台等信息源的系统性投入不够，导致交通诱导信息室外LED显示屏系统发布的信息贫乏，多集中于交通宣传口号，提供具有实际诱导意义的交通实时信息较少，大大降低了LED显示屏的作用。另一方面，在相关的硬件方面投入力度大；对交通动态综合分析模型、算法及系统控制软件的投入不足，使得交通诱导信息主要为定性的模糊信息，缺乏定量信息，诱导力度不强。
　　这两方面的建设误区，导致交通诱导信息服务水平在低层次徘徊，与智能化的要求差距很大。

3.2 设计定位脱离实际，忽视经济技术合理性
　　交通诱导室外LED显示屏从经济角度考虑，一般使用琥珀色（橙色）即可。对于城市道路交通诱导信息的显示，为提高警示性和显示效果，采用高亮度红色和纯绿色LED，其组合产生的红色可以达到明黄效果，醒目突出。同时，LED显示屏的亮度、视角等性能指标是高度相关的，同时又与显示屏的分辨率（点阵密度）有很大关系。单纯地以其中的某一项指标很难进行评价。对于交通信息发布使用的显示屏，在视角要求较小（±35°），动态识别距离要求不同时，在保证观察者（正常人，矫正视力1.0以上）能够正确认读显示内容的条件下，点间距一般在16～32mm，亮度可在6000cd/m2以上。
　　有些用户由于缺乏对LED显示技术的了解，或受误导，在选择LED显示屏产品时，片面突出LED材料的品牌、亮度等因素，忽视结构设计和保证LED材料光学性能及质量稳定性采取相应的措施；过分强调专用LC的使用，没有认识到由此带来的生产成本和维护费用的增加。
　　虽然某些专用的LED驱动IC，在高灰度、全彩色显示的白平衡调整以及某些特殊检测功能的实现上确实具有一定的忧势，但是，由于这些专用驱动IC使用范围的局限，批量规模不够，导致产品开放性差，成本昂贵。对交通诱导信息室外LED显示屏来说，此类IC的使用经济性比较差。
　　以特别受到关注的LED像素开路、短路自动检测功能为例。一般交通诱导室外LED显示屏的主要功能是准确发布信息，其可靠性理当首先要重视。实际上，室外LED显示屏的可能故障点有通信部件、开关电源、功率器件、逻辑器件、PCB板、LED驱动IC、LED管等。故障原因主要是设计参数不当、器件本身缺陷和对外部恶劣环境的防护不当。随着半导体器件行业技术水平的提高，LED像素产生故障的概率已经非常小，基本可以忽略。对显示内容影响较大、影响到识读者认读的故障至少应该为驱动芯片故障。将故障自动检测做到驱动芯片一级已经完全可以满足使用的要求，而需要的代价与实现所谓的LED管开路、短路检测相比可以忽略不计。
　　如果通过常规电路实现LED管开路、短路检测，由此所增加的驱动电路的复杂性造成的故障率会远大于LED管开路、断路故障的概率，得不偿失，没有实际意义。使用专门的LED驱动芯片来实现，具备该功能的恒流驱动芯片只有个别厂家生产，产品的开放性和供货周期等都有所不足，缺乏替代产品，导致显示屏在使用中的维护将依赖或受制于芯片生产厂商。

3.3 产品选型盲目追新，不从实际需求出发
　　许多情况下，由于对交通系统认识的不够深入，对交通诱导的具体需求缺乏认真研究，在设计和推荐选用交通诱导室外LED显示屏时，动辄追求所谓的全彩色显示、256级灰度甚至4096级灰度、动画效果等实际意义不大的功能。
现有LED显示屏有许多类型的具体产品，实际选用应该按需出发。对于交通诱导信息室外LED显示屏，红绿双基色LED显示屏完全能够满足交通诱导信息发布显示的使用要求，交通诱导信息发布显示红、绿、黄三色已经足够。为节省投资，在有些情况下还可以使用更加经济的局部点阵LED显示诱导指示牌。实际上，从具体安全考虑，面向行驶中的车辆驾驶员的信息发布，提倡简洁、清晰和醒目，应避免使用复杂的多灰度图形和动画内容，否则轻者行驶者不可能完全看清显示内容，重者则因注意力被分散导致发生交通事故。