雨霧天氣條件下主動發光面板視認性能研究

彭一川 　 陸 鍵 　 李崇奕 　 劉 干

(1.同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室，上海　201804；　2.南京賽康交通安全科技股份有限公司，江蘇 南京　210001)

隨著社會現代化的快速發展，我國道路的建設越來越多，而路況以及行車環境也愈加錯綜復雜，交通問題異常嚴峻。其中一個主要的原因就是配套設施不完善，缺少向道路使用者提供足夠有效的用路信息[1]，從而不能做出正確有效的決策導致交通事故的發生，這樣的情況在惡劣天氣能見度差條件下尤甚[2]。通過對交通標志、交通標線、交通信號燈、減速設施、防撞設施、隔離設施等基礎性交通安全設施工程的技術創新，實現主動提前預防道路交通事故的發生，改善并提高道路交通安全管理水平，是歐洲、美國、日本、韓國等發達國家普遍采用的手段[3]，但我國在基礎性交通安全設施應用方面尚處于起步階段[4]。

在交通標志的分類上，交通標志主要分為傳統的逆反射發光標志、點陣式主動發光道路標志和LED背光源發光標志三種[5,6]。采用主動發光技術的交通標志等交通安全設施，擺脫了對外部光源照射的依賴，在惡劣天氣條件下，減少了光路的繁雜傳播。在國標GB 5768.2—2009中規定在夜間主動發光標志應確保具有150 m以上的視認距離，對惡劣天氣下的視認距離并無明確規定。對于交通標志的研究，很多研究者對交通標志的易讀性測量方法進行研究，對標志的字體大小、標志位置、字體的寬度和間距、顏色和對比度等指標進行分析[7]。除此之外，與環境因素有關的交通標志的視認性的研究，張國輝等人對發光標志在夜間視認性進行了對比性研究，認為主動發光標志的夜間視認效果優于傳統逆反射發光標志[8]；馬艷等人則在比較分析傳統的道路交通標志視認性評測手段的基礎上，基于駕駛模擬器對各類環境的交通標志進行視認性測評[9]；王艷軍等人結合高速公路提出了指路標志視認性改善研究和方法[10]。目前，對于主動發光面板的視認性研究主要集中在標志的靜態影響因素，在動態影響因素中圍繞著夜間視認性較多。而在雨霧天氣下，主動發光標志與逆反射標志的視認距離對比方面，則缺少實地實驗數據的分析。

本次研究針對雨霧天氣條件下傳統逆反射標志和主動發光面板視認性進行對比試驗，得到相關數據成果結論，同時給出主動發光面板技術的一些改善性建議，為該項技術今后能進一步提升我國道路交通安全服務水平提供技術支撐。

1　實驗設計

實驗分為兩部分，其中第一部分實驗分析在雨霧天氣下的直行路段，半透式發光標志相對于傳統逆反射標志是否對駕駛員的指路視認性產生積極的影響。第二部分實驗分析在雨霧天氣下的彎道路段，點陣式發光標志相對于傳統逆反射標志是否對駕駛員的指路視認性產生積極的影響。

各實驗部分的自變量為各標牌的發光形式,因變量為各標牌的視認距離。試驗組一主要針對指路標牌的半透式面板和傳統逆反射面板(如圖1所示)。實驗組二主要針對指示標牌的點陣式面板和傳統逆反射面板(如圖2所示)。

2　實驗流程

第一組實驗為直線路段半透型標志和傳統逆反射測試，第二組實驗為彎曲路段點陣式標志和傳統逆反射測試。在每組測試實驗過程主要包括：入口參考點選取，啟動記錄儀，記錄視認點和關閉記錄儀。實驗流程圖如圖3所示。

3　數據分析

對實驗一的樣本數據進行分析,主動發光標志的視認距離提升效果如圖4所示,發光指路標牌的視認距離比不發光指路標牌提升72.4%,樣本在半透式指路標牌測試中平均視認55.559 m，在相同環境下的傳統逆反射指路標牌中平均視認距離為30.598 m。

對實驗一的樣本數據進行分析,主動發光標志的視認距離提升效果如圖5所示,點陣式指示標牌的視認距離比傳統逆反射指示標牌提升61.6%,樣本在點陣式指示標牌測試中平均視認距離為61.897 m，在相同環境下的傳統各逆反射指路標牌中平均視認距離為49.674 m。

結合以上有效樣本數據分析，如圖6所示得到雨霧天氣下，直線路段半透式指路標牌平均視認距離為86.197 m,直線路段傳統逆反射指路標牌平均視認距離為55.509 m，彎曲路段點陣式指示標牌平均視認距離為61.997 m，彎曲路段傳統逆反射指示標牌平均視認距離為49.674 m。

4　試驗結論與建議

4.1　試驗結論

通過對本次實驗結果的歸納以及數據的計算分析，得到以下實驗結論：

1)在惡劣天氣較低能見度的條件下，主動發光標志優于逆反射標志，直線路段的交通標志視認性優于彎曲路段的交通標志。在直線路段上，半透性面板相對于傳統逆反射面板在駕駛人視認距離上可以提升72.4%；在彎曲路段上，點陣式面板相對于傳統逆反射面板在駕駛人視認距離上可以提升61.6%，直接改善了交通標志在惡劣天氣條件下的視認性能。2)隨著試驗距離的增加，盡管主動發光標志較于傳統逆反射標志的視認性優勢有所下降，但較遠距離的視認性是及時地獲取交通標志信息關鍵，對行車安全至關重要，因此在惡劣天氣條件下，主動發光標志仍是首選。

4.2　標志改進建議

盡管在本次試驗中發現主動發光標志具有較好的視認性，但在這一過程中也發現了一些可以進一步改進的問題，由此提出了相應的改進建議以期主動發光標志能更好地服務于道路使用者的安全，例如:

1)惡劣天氣條件下，交通標志視認不清的一個重要原因是光

在傳播過程中發生了漫發射現象，因此對光源的預先處理以及標志牌表面結構的改善等才能使其聚光能力和穿透性更強。

2)標志的發光強度與周圍環境亮度以及色彩對比等影響視認效果，因此標志的發光強度可以根據這些因素進行可變化的設計，尤其當惡劣天氣條件下能見度較低時對發光強度進行合理調節，既不造成人眼刺激也能更好的體現標志效果。

參考文獻：

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