[科普中国]-太阳能交通警示标志

简介

在太阳能交通警示标志的各种类型中，应用较多的是弯道警示、限速、停车让行、注意危险、人行横道等类型。用太阳能制作的各种形式图案的道路交通标志，具有显著的醒目诱导作用，在几百米处就能给司机提示，达到减少交通事故、安全驾驶的效果。在黑夜与雨雾天，太阳能电子交通标志还有特殊闪光的功效，弯曲道路全视无疑，沙土环境不减功能2。

产生背景交通行业中机动车迅速增长所带来的环境污染问题，是我国城市交通所面临的一个突出问题，也是造成城市环境恶化的重要影响因素之一。

发达国家和近年国内环境监测数据表明，城市大气中的主要污染物如一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、细小颗粒物、挥发性有机复合物等的排放量中，交通运输所占的比重仅次于工业，其中公路运输污染物排放量又占交通运输污染物排放量的 60%～90%。据统计，在2000 年，我国一氧化碳排放量达到了3000 万t，氮氧化物排放量也达到了380万t。而在北京、上海、广州等大城市的市区，机动车排放已经成为污染物的第一大污染源2。

为了有效地解决石油等不可再生资源在交通行业大量消耗所带来的众多问题，清洁的太阳能被全世界各国日益重视、研究和推广应用，并在应用中取得了良好的社会、环境效应。

我国太阳能资源很丰富，全国有 2/3 以上的地区年辐照总量大于 500 万kJ/m2，年日照时数在 2200 h 以上，仅我国陆地表面每年接受的太阳能就相当于 1700 亿t 标准煤，若将全国太阳能年辐照总量的 1%转化为可利用能源，就能满足我国全部的能源需求，因此发展太阳能新能源产业有着优越的自然条件。太阳能产业是当今全球蓬勃兴起的朝阳产业，开发利用清洁、安全、环保的太阳能资源正在成为人类社会应对日益严峻的能源短缺、环境污染挑战的共同选择。

为了提高太阳能的利用率，同时改善交通安全问题，太阳能交通警示标志应运而生。现有交通警示标志主要有两种：一种是反光膜上带有交通标志图标的警示标志牌。缺点明显：标志单一，自动化程度低，移动不便，靠太阳或车灯反光，警示距离短，受天气影响严重等等。另一种，采用市电供电的LED交通标志。最近几年为了加强可视效果，出现了市电供电的LED交通标志，但在偏僻路段市电供应非常困难，限制了此类交通标志的使用，而且耗电量大，不符合我国可持续发展的战略。综合我国公路交通安全的特点和弥补上面两类警示牌的缺陷，新型的太阳能交通警示标志具有供电可靠的特点，其采用了太阳能和蓄电池双向供电；为了减小干涉，采用了显示屏半折叠的方式；为了提高太阳能利用率，采用了太阳能追光系统．机构简单，使用方便，特别适合在无电源的高速公路、非固定和临时施工（维护）现场及山道、弯道等高度危险事故多发地段。为驾驶员提供有关路况信息、组织、管理、引导交通的运行，提醒驾驶员注意以保证安全1。

工作原理太阳能交通警示标志一般是由太阳能板追光控制器控制太阳能板追光机构使太阳能板到达接收日照的最佳位置；再由太阳能板通过太阳能充电控制器，将太阳能转化为电能，并存储在蓄电池内；然后由蓄电池为太阳能追光机构及追光控制器、上部文字显示的倾角调整机构及显示的图像控制器和频闪灯供电，最终实现显示不同图像及频闪灯的警示作用。在通常状态下完全采用太阳能供电，显示光线醒目，穿透力强，在异常的沙尘、污染等恶劣环境下正常工作。另外配有频闪灯，频闪灯闪烁频率达到30次/min，在几百米外就能给司机提示，具有显著的醒目警示功能，减少交通事故，达到安全的效果，其动感效果是普通标志牌所不能替代的．特别是在夜间更突显出与传统交通标志相比所具备的强大优势1。

优点经现场试验验证，与目前常见的反光膜交通标志和市电供电的LED交通标志，有如下优势1：

（1）采用太阳能和蓄电池双向供电，独立工作时间长，晴天连续运行稳定，不产生任何使用费用，阴雨天也可连续稳定工作数日（不同区域或有差异）。

（2）自动化化程度较高，制作简单合理，操作移动方便，成本低廉。

（3）高亮度点阵屏，耗电量小，可视性强，做到警示文字与图标同时使用，并且有多种符合国家标准的警示文字与图标，更换方便快捷。

（4）警示距离远，白天视认距离在500 m以上，夜间视认距离可达1 000 m以上，提高了车辆行驶安全性．

（5）采用太阳能板自动追光系统，使太阳能的利用率得到提高。

（6）显示屏的倾角调整与太阳能板的升降互不干涉，远程无线遥控和手动控制可同时使用．因此具有广阔的推广前景。

应用案例河北省保定市的交通管理，采用了太阳能交通信号灯，它不需要架杆、埋线，不用外接电源，灯柱顶端的太阳能电池板，充一次电就可以连续工作 10 天。一盏灯一年能省约用电 1000 kWh。太阳能黄闪灯具有结构小巧、安装方便（内径可随意调整）、环境适应性强（在部分山体或树木遮阴的环境下仍可正常工作）的特点，通过与警告、禁令标志组合应用，能起到较好的交叉口提示和危险地段预警的作用。

另外，在无锡的城区街道上，越来越多的交通道口的警示灯和警示桩上戴上了一个个黑色的“帽子”。这种太阳能的交通警示设备不仅节能，而且还醒目，对提高道路安全性、降低交通事故率很有成效。到目前为止，该市 2000 多个公共交通警示灯、警示桩已基本使用太阳能技术，一些交通标志牌和信号灯也开始使用阳能。

新型的太阳能信号灯控制系统集结了交通管理、交通控制、绿色能源等全新的理念与技术，采用太阳能代替传统的电能供电，通过交通灯柱顶端的太阳能电池板来进行聚集和储存太阳能，然后通过 Zig Bee 主控制器向同一交通岗的各组交通灯发射控制信号，达到无线同步控制运行的效果2。