城市道路交通诱导信息LED显示系统
作者：yaoren>发表时间：2020-07-01 17:17
可变情报板（Variable Message Sign，VMS）为主体构成的城市道路交通诱导信息LED显示系统是城市智能化交通管理系统的重要组成部分。我国许多城市都在城市道路上设置了VMS，为缓解交通拥堵、方便出行发挥了积极的作用。
一、城市道路交通诱导信息LED显示系统总体构成
城市道路交通诱导信息LED显示系统一般由中心控制系统、通信系统和外场VMS显示设备等三部分构成。中心控制系统实现交通信息采集处理、诱导信息生成、诱导信息发布控制、系统管理等功能，通信系统实现发布信息的传输，安装在城市道路的外场VMS设备实现交通诱导信息的发布显示。
（一）中心控制系统
一般设在交通指挥中心，物理构成上包括数据库服务器、通信服务器、交通诱导信息数据库、交通诱导信息生成计算机、发布控制计算机及有关软件系统。主要完成以下功能。
（1）信息采集处理。
信息采集处理是对系统所需要的道路交通动态数据进行处理，一般与专门的交通信息采集系统接口，对采集系统所采集的交通流量、流速、道路占有率等基础检测数据进行处理，形成基础交通信息数据库，为交通诱导信息的生成提供基础。
交通信息按其变化的特点可分为动态信息和静态信息两部分。动态信息如道路上的车流量、平均速度、拥堵状态、事故状态等，一般来源于各种路面检测器如环形线圈、微波检测器、视频检测器以及浮动车等，或人工报告如电话报警、交通巡逻报告等。静态信息如道路的电子地图信息、检测器及各种交通管理、控制设备的安装和配置信息等。在设有专门采集系统的情况下，采集数据的处理和交通信息数据库也可以归入交通信息采集系统，交通诱导生成系统与其通过网络数据接口连接。
（2）诱导信息生成。
诱导信息的生成按生成方式分为人工和自动两种。人工诱导信息是根据道路交通状况，结合以往的经验，选择、编辑合适的诱导信息，人工输入系统，这是交通诱导信息系统比较低级的使用方式。诱导信息自动生成，是根据专业的交通诱导模型，由系统软件自动对采集到的实时交通数据进行处理、运算及预测，生成旅行时间、拥堵状况等信息，并形成适宜于VMS发布的格式。诱导信息的自动生成，是智能化交通诱导信息系统的核心，决定了系统智能化水平的高低。
（3）诱导信息的发布控制与系统管理。
对交通诱导信息VMS发布进行管理、维护及发布信息的编排、查询、监控、记录等，同时对外场设备进行远程管理。在交通诱导信息的发布、管理与维护等操作过程中，不影响VMS发布系统正常工作。更新的信息能够实时发送到VMS上，保证信息发送及时。
VMS的发布的交通诱导信息的形式包括：
通用信息显示：显示通用的交通信息，根据设定好的显示时间，多条信息轮流播放。信息内容、显示时间可通过控制系统更改。
人工诱导显示：可设定为发送后立即显示或设定好后由控制系统定时发送显示。
自动诱导显示：由诱导软件自动生成，生成的诱导信息可直接发布显示或经确认后，发送显示。
（二）通信系统
无线方式包括CDPD、GPRS、CDMA以及专用无线网等，有线方式包括光缆、电话线、DDN专线等。通信系统的选择主要根据实际具备的通信技术基础环境、市政施工条件、通信成本费用以及系统的总体技术要求来确定。
（三）外场VMS设备
通常采用LED显示屏，这是交通诱导信息显示发布系统的关键技术设备。目前国内较为普遍应用的交通诱导显示牌主要有两大类，即全点阵类和路图类，具体有三种形式，分别为点阵式、嵌入式和复合式。
全点阵LED交通诱导显示屏是普遍采用的交通信息LED显示设备，一般采用密闭式单元箱体结构，中心远程控制，用以发布显示各种动态交通信息，包括图形和文字等，显示屏本地可存储一定的固定信息。根据安装方式有龙门架式、悬臂式、单立柱式等。通常采用双基色LED显示，具体尺寸大小可根据道路交通环境工程条件进行设计。比较常用的多采用点间距16mm的双基色LED显示屏。
嵌入式显示牌和复合式显示牌是近两年开发研制和投入使用的，其功能结合了指路标志和地图显示的功能，其特色就是可以直观地观看前方路网的交通状况，更直接有效地帮助驾驶人提前选择行驶路线。
二、城市道路交通诱导VMS设备技术特点和选型
VMS的类型根据安装方式有悬臂式、立柱式、龙门架式等；从显示的颜色有单色（红色、橙色）红绿双基色；从显示内容有全点阵显示屏、嵌入式诱导路径显示牌、复合式显示牌等，具体要根据使用要求和经济技术等综合考虑。
（四）系统信息发布
由于交通诱导信息对外发布方式的多样性、发布范围的广域特点和交通管理部门的分级管理体制，交通诱导信息的VMS发布可采用集中控制发布模式，也可以采用分布式的多级控制发布模式。
集中控制发布模式即有一个控制中心对VMS发布实行集中管理和发布控制。对于中小规模的城市比较适宜。
分布式的多级控制发布模式，是根据室外VMS的安装位置和道路管理情况，将VMS分组，有不同的交通指挥分中心控制，分中心与主中心联网，形成现场、分中心、主中心三级控制系统。分布式的多级控制发布模式，现场、主控制中心或分控制中心均可控制VMS的显示内容为此，必须建立安全保障体系以确保显示信息的安全、有效。
二、城市道路交通诱导VMS设备技术特点和选型
VMS的类型根据安装方式有悬臂式、立柱式、龙门架式等；从显示的颜色有单色（红色、橙色）红绿双基色；从显示内容有全点阵显示屏、嵌入式诱导路径显示牌、复合式显示牌等，具体要根据使用要求和经济技术等综合考虑。
作为交通诱导信息发布的VMS，有别于常规的LED显示屏，以下特点在选型设计中要考虑。
（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±35º左右即可。VMS设备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）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。
（3）显示屏亮度自动可调：交通诱导信息VMS全天候工作，环境照度变化非常大。既要保证在白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，VMS的亮度需要能根据环境照度进行自动调整。一般情况下亮度自动调整应在8级以上。
（4）全天候工作，环境条件复杂：VMS处于完全室外环境条件，环境情况复杂，在温度、供电、防雨、防潮、防腐蚀、防雷击等方面要求较高，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。要重点注意散热、防水、防尘等问题。
（5）远程控制，智能检测：VMS安装位置分布在较大的区域范围内，远程控制。日常维护和检测比较困难，必须具有相应的远程控制和故障诊断、检测功能。
（6）公众关注，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、可靠性要求高。为保证VMS的工作稳定性和可靠性，质量要求方面应以稳定可靠为主。
另外，交通诱导信息发布的VMS显示屏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。
在VMS设备的技术设计和选用上，要注意防止设计定位脱离实际，忽视经济技术合理性，在产品选型方面要从实际需求出发，防止盲目逐新。在实践中，由于对交通诱导认识的不足，在设计和选用交通诱导VMS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，既不符合交通安全，也造成浪费。
三、城市道路交通诱导信息LED显示的视认性
视认性主要探讨在不同的天气情况、行驶速度条件下，在途出行者在有效视距范围内对VMS发布信息的可辨识性，研究发布信息字体、大小与天气情况、行驶速度之间关系。此外，影响可辨识性的因素还包括：构成VMS的LED的视角、VMS的安装高度、VMS与道路的夹角等等。
动态量化交通诱导信息在VMS发布时，为便于驾驶员在行驶中易于观察和辨识，一般以图形方式发布，通过对不同颜色反映道路的状态，红色路段为拥堵路段，绿色路段为畅通路段，黄色路段为缓行路段。
根据实践经验和研究体会，对于城市道路交通中VMS发布动态交通诱导信息，为得到较好的视认性，应注意参照或符合以下的技术条件。
（1）静态视认距离≥250m。即观察者（正常人，矫正视力1.0以上）在环境照度大于5000lx的晴天、太阳光正射
示面的条件下，在规定的视认角度内能正确认读显示内容的距离不少于250m。
（2）动态观认距离≥200m。即当车辆以100km／h的速度行驶时，在环境照度大于5000lx的晴天、太阳光正射显示面的条件下，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距离不少于200m。
（3）显示方式以单页立即显示为主，忌用动画、移入、移出、瀑布等显示形式。VMS发布的动态交通诱导信息内容以简捷、易于识读的静态图文为主，从左至右识读。VMS不应出现任何具有商业广告色彩的信息，应该只显示交通相关的信息。VMS信息显示的时间不应该过长，应多次重复进行，以提高公众对信息的注意力。
（4）VMS发布动态交通诱导信息之字符显示，应该有汉字、西文、数字及特殊符号，至少包括国标一、二级字库中的所有汉字、《GB2312－信息交换用汉字编码字符集 基本集》指定的全部汉字和数字字符及简单图形，汉字点阵可以是16X16、24X24、32X32，支持黑体、楷体、宋体等常用字体。数字、英文字母点阵可以是16X8、24X12、32X16。VMS发布的交通标识标志图形，必须符合GB5768的规范要求。
（5）VMS的安装高度，考虑限高和视角，VMS的低点距离路面高度约5.5～6.5米。构成VMS的LED半功率角以±35°为宜，显示亮度可自动根据环境亮度调整。VMS与行进道路方向的夹角以3－5°为好，以减少车辆灯光产生的影响
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