城市道路交通誘導信息LED顯示系統
作者：yaoren>發表時間：2020-07-01 17:17
可變情報板（Variable Message Sign，VMS）為主體構成的城市道路交通誘導信息LED顯示系統是城市智能化交通管理系統的重要組成部分。我國許多城市都在城市道路上設置了VMS，為緩解交通擁堵、方便出行發揮了積極的作用。
一、城市道路交通誘導信息LED顯示系統總體構成
城市道路交通誘導信息LED顯示系統一般由中心控制系統、通信系統和外場VMS顯示設備等三部分構成。中心控制系統實現交通信息采集處理、誘導信息生成、誘導信息發布控制、系統管理等功能，通信系統實現發布信息的傳輸，安裝在城市道路的外場VMS設備實現交通誘導信息的發布顯示。
（一）中心控制系統
一般設在交通指揮中心，物理構成上包括數據庫服務器、通信服務器、交通誘導信息數據庫、交通誘導信息生成計算機、發布控制計算機及有關軟件系統。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所需要的道路交通動態數據進行處理，一般與專門的交通信息采集系統接口，對采集系統所采集的交通流量、流速、道路占有率等基礎檢測數據進行處理，形成基礎交通信息數據庫，為交通誘導信息的生成提供基礎。
交通信息按其變化的特點可分為動態信息和靜態信息兩部分。動態信息如道路上的車流量、平均速度、擁堵狀態、事故狀態等，一般來源于各種路面檢測器如環形線圈、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、控制設備的安裝和配置信息等。在設有專門采集系統的情況下，采集數據的處理和交通信息數據庫也可以歸入交通信息采集系統，交通誘導生成系統與其通過網絡數據接口連接。
（2）誘導信息生成。
誘導信息的生成按生成方式分為人工和自動兩種。人工誘導信息是根據道路交通狀況，結合以往的經驗，選擇、編輯合適的誘導信息，人工輸入系統，這是交通誘導信息系統比較低級的使用方式。誘導信息自動生成，是根據專業的交通誘導模型，由系統軟件自動對采集到的實時交通數據進行處理、運算及預測，生成旅行時間、擁堵狀況等信息，并形成適宜于VMS發布的格式。誘導信息的自動生成，是智能化交通誘導信息系統的核心，決定了系統智能化水平的高低。
（3）誘導信息的發布控制與系統管理。
對交通誘導信息VMS發布進行管理、維護及發布信息的編排、查詢、監控、記錄等，同時對外場設備進行遠程管理。在交通誘導信息的發布、管理與維護等操作過程中，不影響VMS發布系統正常工作。更新的信息能夠實時發送到VMS上，保證信息發送及時。
VMS的發布的交通誘導信息的形式包括：
通用信息顯示：顯示通用的交通信息，根據設定好的顯示時間，多條信息輪流播放。信息內容、顯示時間可通過控制系統更改。
人工誘導顯示：可設定為發送后立即顯示或設定好后由控制系統定時發送顯示。
自動誘導顯示：由誘導軟件自動生成，生成的誘導信息可直接發布顯示或經確認后，發送顯示。
（二）通信系統
無線方式包括CDPD、GPRS、CDMA以及專用無線網等，有線方式包括光纜、電話線、DDN專線等。通信系統的選擇主要根據實際具備的通信技術基礎環境、市政施工條件、通信成本費用以及系統的總體技術要求來確定。
（三）外場VMS設備
通常采用LED顯示屏，這是交通誘導信息顯示發布系統的關鍵技術設備。目前國內較為普遍應用的交通誘導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、嵌入式和復合式。
全點陣LED交通誘導顯示屏是普遍采用的交通信息LED顯示設備，一般采用密閉式單元箱體結構，中心遠程控制，用以發布顯示各種動態交通信息，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道路交通環境工程條件進行設計。比較常用的多采用點間距16mm的雙基色LED顯示屏。
嵌入式顯示牌和復合式顯示牌是近兩年開發研制和投入使用的，其功能結合了指路標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的交通狀況，更直接有效地幫助駕駛人提前選擇行駛路線。
二、城市道路交通誘導VMS設備技術特點和選型
VMS的類型根據安裝方式有懸臂式、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；從顯示內容有全點陣顯示屏、嵌入式誘導路徑顯示牌、復合式顯示牌等，具體要根據使用要求和經濟技術等綜合考慮。
（四）系統信息發布
由于交通誘導信息對外發布方式的多樣性、發布范圍的廣域特點和交通管理部門的分級管理體制，交通誘導信息的VMS發布可采用集中控制發布模式，也可以采用分布式的多級控制發布模式。
集中控制發布模式即有一個控制中心對VMS發布實行集中管理和發布控制。對于中小規模的城市比較適宜。
分布式的多級控制發布模式，是根據室外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，分中心與主中心聯網，形成現場、分中心、主中心三級控制系統。分布式的多級控制發布模式，現場、主控制中心或分控制中心均可控制VMS的顯示內容為此，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VMS設備技術特點和選型
VMS的類型根據安裝方式有懸臂式、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；從顯示內容有全點陣顯示屏、嵌入式誘導路徑顯示牌、復合式顯示牌等，具體要根據使用要求和經濟技術等綜合考慮。
作為交通誘導信息發布的VMS，有別于常規的LED顯示屏，以下特點在選型設計中要考慮。
（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±35º左右即可。VMS設備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）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?？紤]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。
（3）顯示屏亮度自動可調：交通誘導信息VMS全天候工作，環境照度變化非常大。既要保證在白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，VMS的亮度需要能根據環境照度進行自動調整。一般情況下亮度自動調整應在8級以上。
（4）全天候工作，環境條件復雜：VMS處于完全室外環境條件，環境情況復雜，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域范圍內，遠程控制。日常維護和檢測比較困難，必須具有相應的遠程控制和故障診斷、檢測功能。
（6）公眾關注，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、可靠性要求高。為保證VMS的工作穩定性和可靠性，質量要求方面應以穩定可靠為主。
另外，交通誘導信息發布的VMS顯示屏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。
在VMS設備的技術設計和選用上，要注意防止設計定位脫離實際，忽視經濟技術合理性，在產品選型方面要從實際需求出發，防止盲目逐新。在實踐中，由于對交通誘導認識的不足，在設計和選用交通誘導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對VMS發布信息的可辨識性，研究發布信息字體、大小與天氣情況、行駛速度之間關系。此外，影響可辨識性的因素還包括：構成VMS的LED的視角、VMS的安裝高度、VMS與道路的夾角等等。
動態量化交通誘導信息在VMS發布時，為便于駕駛員在行駛中易于觀察和辨識，一般以圖形方式發布，通過對不同顏色反映道路的狀態，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。
根據實踐經驗和研究體會，對于城市道路交通中VMS發布動態交通誘導信息，為得到較好的視認性，應注意參照或符合以下的技術條件。
（1）靜態視認距離≥250m。即觀察者（正常人，矯正視力1.0以上）在環境照度大于5000lx的晴天、太陽光正射
示面的條件下，在規定的視認角度內能正確認讀顯示內容的距離不少于250m。
（2）動態觀認距離≥200m。即當車輛以100km／h的速度行駛時，在環境照度大于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發布的動態交通誘導信息內容以簡捷、易于識讀的靜態圖文為主，從左至右識讀。VMS不應出現任何具有商業廣告色彩的信息，應該只顯示交通相關的信息。VMS信息顯示的時間不應該過長，應多次重復進行，以提高公眾對信息的注意力。
（4）VMS發布動態交通誘導信息之字符顯示，應該有漢字、西文、數字及特殊符號，至少包括國標一、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。數字、英文字母點陣可以是16X8、24X12、32X16。VMS發布的交通標識標志圖形，必須符合GB5768的規范要求。
（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。構成VMS的LED半功率角以±35°為宜，顯示亮度可自動根據環境亮度調整。VMS與行進道路方向的夾角以3－5°為好，以減少車輛燈光產生的影響
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