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城市道路交通誘導(dǎo)信息LED顯示系統(tǒng)
作者：yaoren>發(fā)表時間：2020-07-01 17:17
可變情報板（Variable Message Sign，VMS）為主體構(gòu)成的城市道路交通誘導(dǎo)信息LED顯示系統(tǒng)是城市智能化交通管理系統(tǒng)的重要組成部分。我國許多城市都在城市道路上設(shè)置了VMS，為緩解交通擁堵、方便出行發(fā)揮了積極的作用。
一、城市道路交通誘導(dǎo)信息LED顯示系統(tǒng)總體構(gòu)成
城市道路交通誘導(dǎo)信息LED顯示系統(tǒng)一般由中心控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和外場VMS顯示設(shè)備等三部分構(gòu)成。中心控制系統(tǒng)實現(xiàn)交通信息采集處理、誘導(dǎo)信息生成、誘導(dǎo)信息發(fā)布控制、系統(tǒng)管理等功能，通信系統(tǒng)實現(xiàn)發(fā)布信息的傳輸，安裝在城市道路的外場VMS設(shè)備實現(xiàn)交通誘導(dǎo)信息的發(fā)布顯示。
（一）中心控制系統(tǒng)
一般設(shè)在交通指揮中心，物理構(gòu)成上包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通信服務(wù)器、交通誘導(dǎo)信息數(shù)據(jù)庫、交通誘導(dǎo)信息生成計算機、發(fā)布控制計算機及有關(guān)軟件系統(tǒng)。主要完成以下功能。
（1）信息采集處理。
信息采集處理是對系統(tǒng)所需要的道路交通動態(tài)數(shù)據(jù)進行處理，一般與專門的交通信息采集系統(tǒng)接口，對采集系統(tǒng)所采集的交通流量、流速、道路占有率等基礎(chǔ)檢測數(shù)據(jù)進行處理，形成基礎(chǔ)交通信息數(shù)據(jù)庫，為交通誘導(dǎo)信息的生成提供基礎(chǔ)。
交通信息按其變化的特點可分為動態(tài)信息和靜態(tài)信息兩部分。動態(tài)信息如道路上的車流量、平均速度、擁堵狀態(tài)、事故狀態(tài)等，一般來源于各種路面檢測器如環(huán)形線圈、微波檢測器、視頻檢測器以及浮動車等，或人工報告如電話報警、交通巡邏報告等。靜態(tài)信息如道路的電子地圖信息、檢測器及各種交通管理、控制設(shè)備的安裝和配置信息等。在設(shè)有專門采集系統(tǒng)的情況下，采集數(shù)據(jù)的處理和交通信息數(shù)據(jù)庫也可以歸入交通信息采集系統(tǒng)，交通誘導(dǎo)生成系統(tǒng)與其通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口連接。
（2）誘導(dǎo)信息生成。
誘導(dǎo)信息的生成按生成方式分為人工和自動兩種。人工誘導(dǎo)信息是根據(jù)道路交通狀況，結(jié)合以往的經(jīng)驗，選擇、編輯合適的誘導(dǎo)信息，人工輸入系統(tǒng)，這是交通誘導(dǎo)信息系統(tǒng)比較低級的使用方式。誘導(dǎo)信息自動生成，是根據(jù)專業(yè)的交通誘導(dǎo)模型，由系統(tǒng)軟件自動對采集到的實時交通數(shù)據(jù)進行處理、運算及預(yù)測，生成旅行時間、擁堵狀況等信息，并形成適宜于VMS發(fā)布的格式。誘導(dǎo)信息的自動生成，是智能化交通誘導(dǎo)信息系統(tǒng)的核心，決定了系統(tǒng)智能化水平的高低。
（3）誘導(dǎo)信息的發(fā)布控制與系統(tǒng)管理。
對交通誘導(dǎo)信息VMS發(fā)布進行管理、維護及發(fā)布信息的編排、查詢、監(jiān)控、記錄等，同時對外場設(shè)備進行遠程管理。在交通誘導(dǎo)信息的發(fā)布、管理與維護等操作過程中，不影響VMS發(fā)布系統(tǒng)正常工作。更新的信息能夠?qū)崟r發(fā)送到VMS上，保證信息發(fā)送及時。
VMS的發(fā)布的交通誘導(dǎo)信息的形式包括：
通用信息顯示：顯示通用的交通信息，根據(jù)設(shè)定好的顯示時間，多條信息輪流播放。信息內(nèi)容、顯示時間可通過控制系統(tǒng)更改。
人工誘導(dǎo)顯示：可設(shè)定為發(fā)送后立即顯示或設(shè)定好后由控制系統(tǒng)定時發(fā)送顯示。
自動誘導(dǎo)顯示：由誘導(dǎo)軟件自動生成，生成的誘導(dǎo)信息可直接發(fā)布顯示或經(jīng)確認后，發(fā)送顯示。
（二）通信系統(tǒng)
無線方式包括CDPD、GPRS、CDMA以及專用無線網(wǎng)等，有線方式包括光纜、電話線、DDN專線等。通信系統(tǒng)的選擇主要根據(jù)實際具備的通信技術(shù)基礎(chǔ)環(huán)境、市政施工條件、通信成本費用以及系統(tǒng)的總體技術(shù)要求來確定。
（三）外場VMS設(shè)備
通常采用LED顯示屏，這是交通誘導(dǎo)信息顯示發(fā)布系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備。目前國內(nèi)較為普遍應(yīng)用的交通誘導(dǎo)顯示牌主要有兩大類，即全點陣類和路圖類，具體有三種形式，分別為點陣式、嵌入式和復(fù)合式。
全點陣LED交通誘導(dǎo)顯示屏是普遍采用的交通信息LED顯示設(shè)備，一般采用密閉式單元箱體結(jié)構(gòu)，中心遠程控制，用以發(fā)布顯示各種動態(tài)交通信息，包括圖形和文字等，顯示屏本地可存儲一定的固定信息。根據(jù)安裝方式有龍門架式、懸臂式、單立柱式等。通常采用雙基色LED顯示，具體尺寸大小可根據(jù)道路交通環(huán)境工程條件進行設(shè)計。比較常用的多采用點間距16mm的雙基色LED顯示屏。
嵌入式顯示牌和復(fù)合式顯示牌是近兩年開發(fā)研制和投入使用的，其功能結(jié)合了指路標(biāo)志和地圖顯示的功能，其特色就是可以直觀地觀看前方路網(wǎng)的交通狀況，更直接有效地幫助駕駛?cè)颂崆斑x擇行駛路線。
二、城市道路交通誘導(dǎo)VMS設(shè)備技術(shù)特點和選型
VMS的類型根據(jù)安裝方式有懸臂式、立柱式、龍門架式等；從顯示的顏色有單色（紅色、橙色）紅綠雙基色；從顯示內(nèi)容有全點陣顯示屏、嵌入式誘導(dǎo)路徑顯示牌、復(fù)合式顯示牌等，具體要根據(jù)使用要求和經(jīng)濟技術(shù)等綜合考慮。
（四）系統(tǒng)信息發(fā)布
由于交通誘導(dǎo)信息對外發(fā)布方式的多樣性、發(fā)布范圍的廣域特點和交通管理部門的分級管理體制，交通誘導(dǎo)信息的VMS發(fā)布可采用集中控制發(fā)布模式，也可以采用分布式的多級控制發(fā)布模式。
集中控制發(fā)布模式即有一個控制中心對VMS發(fā)布實行集中管理和發(fā)布控制。對于中小規(guī)模的城市比較適宜。
分布式的多級控制發(fā)布模式，是根據(jù)室外VMS的安裝位置和道路管理情況，將VMS分組，有不同的交通指揮分中心控制，分中心與主中心聯(lián)網(wǎng)，形成現(xiàn)場、分中心、主中心三級控制系統(tǒng)。分布式的多級控制發(fā)布模式，現(xiàn)場、主控制中心或分控制中心均可控制VMS的顯示內(nèi)容為此，必須建立安全保障體系以確保顯示信息的安全、有效。
二、城市道路交通誘導(dǎo)VMS設(shè)備技術(shù)特點和選型
VMS的類型根據(jù)安裝方式有懸臂式、立柱式、龍門架式等；從顯示的顏色有單色（紅色、橙色）紅綠雙基色；從顯示內(nèi)容有全點陣顯示屏、嵌入式誘導(dǎo)路徑顯示牌、復(fù)合式顯示牌等，具體要根據(jù)使用要求和經(jīng)濟技術(shù)等綜合考慮。
作為交通誘導(dǎo)信息發(fā)布的VMS，有別于常規(guī)的LED顯示屏，以下特點在選型設(shè)計中要考慮。
（1）高亮度，合理視角：道路交通誘導(dǎo)信息的發(fā)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±35º左右即可。VMS設(shè)備24小時連續(xù)工作，在陽光直射顯示屏表面的情況下顯示內(nèi)容應(yīng)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）顯示顏色以紅綠黃為主：交通信息的發(fā)布主要是面向動態(tài)行駛中的車輛，行駛中的車輛在可視距離內(nèi)的停留時間很短，因此應(yīng)避免使用復(fù)雜的多灰度圖形和動畫內(nèi)容，顯示內(nèi)容多為文字和簡單的圖形標(biāo)志?？紤]到交通標(biāo)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。
（3）顯示屏亮度自動可調(diào)：交通誘導(dǎo)信息VMS全天候工作，環(huán)境照度變化非常大。既要保證在白天最大環(huán)境照度時清晰可見，又要避免在陰雨天和夜晚的“炫光”現(xiàn)象，VMS的亮度需要能根據(jù)環(huán)境照度進行自動調(diào)整。一般情況下亮度自動調(diào)整應(yīng)在8級以上。
（4）全天候工作，環(huán)境條件復(fù)雜：VMS處于完全室外環(huán)境條件，環(huán)境情況復(fù)雜，在溫度、供電、防雨、防潮、防腐蝕、防雷擊等方面要求較高，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。要重點注意散熱、防水、防塵等問題。
（5）遠程控制，智能檢測：VMS安裝位置分布在較大的區(qū)域范圍內(nèi)，遠程控制。日常維護和檢測比較困難，必須具有相應(yīng)的遠程控制和故障診斷、檢測功能。
（6）公眾關(guān)注，安全性、實時性、準(zhǔn)確性、可靠性要求高：交通誘導(dǎo)信息面向公眾發(fā)布，實時性、準(zhǔn)確性、可靠性要求高。為保證VMS的工作穩(wěn)定性和可靠性，質(zhì)量要求方面應(yīng)以穩(wěn)定可靠為主。
另外，交通誘導(dǎo)信息發(fā)布的VMS顯示屏還要綜合考慮安放位置、顯示屏類型、技術(shù)參數(shù)、系統(tǒng)控制、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、配套工程等多個方面的因素。
在VMS設(shè)備的技術(shù)設(shè)計和選用上，要注意防止設(shè)計定位脫離實際，忽視經(jīng)濟技術(shù)合理性，在產(chǎn)品選型方面要從實際需求出發(fā)，防止盲目逐新。在實踐中，由于對交通誘導(dǎo)認識的不足，在設(shè)計和選用交通誘導(dǎo)VMS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，既不符合交通安全，也造成浪費。
三、城市道路交通誘導(dǎo)信息LED顯示的視認性
視認性主要探討在不同的天氣情況、行駛速度條件下，在途出行者在有效視距范圍內(nèi)對VMS發(fā)布信息的可辨識性，研究發(fā)布信息字體、大小與天氣情況、行駛速度之間關(guān)系。此外，影響可辨識性的因素還包括：構(gòu)成VMS的LED的視角、VMS的安裝高度、VMS與道路的夾角等等。
動態(tài)量化交通誘導(dǎo)信息在VMS發(fā)布時，為便于駕駛員在行駛中易于觀察和辨識，一般以圖形方式發(fā)布，通過對不同顏色反映道路的狀態(tài)，紅色路段為擁堵路段，綠色路段為暢通路段，黃色路段為緩行路段。
根據(jù)實踐經(jīng)驗和研究體會，對于城市道路交通中VMS發(fā)布動態(tài)交通誘導(dǎo)信息，為得到較好的視認性，應(yīng)注意參照或符合以下的技術(shù)條件。
（1）靜態(tài)視認距離≥250m。即觀察者（正常人，矯正視力1.0以上）在環(huán)境照度大于5000lx的晴天、太陽光正射
示面的條件下，在規(guī)定的視認角度內(nèi)能正確認讀顯示內(nèi)容的距離不少于250m。
（2）動態(tài)觀認距離≥200m。即當(dāng)車輛以100km／h的速度行駛時，在環(huán)境照度大于5000lx的晴天、太陽光正射顯示面的條件下，觀察者（正常人，矯正視力1.0以上）能夠正確認讀顯示內(nèi)容的距離不少于200m。
（3）顯示方式以單頁立即顯示為主，忌用動畫、移入、移出、瀑布等顯示形式。VMS發(fā)布的動態(tài)交通誘導(dǎo)信息內(nèi)容以簡捷、易于識讀的靜態(tài)圖文為主，從左至右識讀。VMS不應(yīng)出現(xiàn)任何具有商業(yè)廣告色彩的信息，應(yīng)該只顯示交通相關(guān)的信息。VMS信息顯示的時間不應(yīng)該過長，應(yīng)多次重復(fù)進行，以提高公眾對信息的注意力。
（4）VMS發(fā)布動態(tài)交通誘導(dǎo)信息之字符顯示，應(yīng)該有漢字、西文、數(shù)字及特殊符號，至少包括國標(biāo)一、二級字庫中的所有漢字、《GB2312－信息交換用漢字編碼字符集 基本集》指定的全部漢字和數(shù)字字符及簡單圖形，漢字點陣可以是16X16、24X24、32X32，支持黑體、楷體、宋體等常用字體。數(shù)字、英文字母點陣可以是16X8、24X12、32X16。VMS發(fā)布的交通標(biāo)識標(biāo)志圖形，必須符合GB5768的規(guī)范要求。
（5）VMS的安裝高度，考慮限高和視角，VMS的低點距離路面高度約5.5～6.5米。構(gòu)成VMS的LED半功率角以±35°為宜，顯示亮度可自動根據(jù)環(huán)境亮度調(diào)整。VMS與行進道路方向的夾角以3－5°為好，以減少車輛燈光產(chǎn)生的影響
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