关于低功耗情报板在交通中的应用

【摘 要】情报板是交通监控系统的重要组成部分，可及时通知驾驶员前方异常或不安全因素，并提供相应建议，从而对车流进行引导，保证交通路网的安全通畅，减少交通事故的发生及造成的损失。在交通中使用情报板，成本高，供电困难，功耗大，本文探索了降低情报板功耗的途径，提出了新型低功耗情报板显示系统的解决方案。

【关键词】情报板；低功耗；供电；显示屏

国家“十二五”规划创新性定位是“绿色发展规划”，而绿色发展是指将环境保护作为实现可持续发展重要支柱的一种新型发展模式。我们每一个人、每一个家庭、每一个单位、每一家公司、每一个政府部门都应该身体力行，节能减排，推动低碳经济。随着城市的不断发展，道路交通设计规划也不断进步，在设计中我们摈弃老的设计方法，创新思路，在设计中加入绿色发展的思想，而在交通设计中，情报板的运用无处不在，而对情报板低功耗的设计也是势在必行。

情报板多用于高速公路显示路况信息或图片，分门架式情报板，F型情报板，立柱式情报板。下面以门架式可变情报板为例，说明情报板低功耗设计的技术要求。门架式可变情报板，主要用于各种信息。可通知驾驶员前方出现异常或不安全因素，提示他们可能遇到的问题，如高速公路上的事故及阻碍交通的道路维修或施工，天气异常等；并提供相应的建议，对交通流进行诱导，保证公路的安全畅通。

门架式可变情报板组成包括：可变情报板微处理器、可变情报板驱动器模块、可变情报板显示板、控制箱、可变情报板箱体、电缆及分线盒、电源、软件等。在设计中，我们需要充分考虑各个部分功耗的控制。

低功耗可变情报板由显示屏、控制器、箱体及立柱等组成，其原理框图如下图所示。

低功耗可变情报板原理图

显示屏采用LED液晶拼接相对于传统的CCFL（冷阴极管）背光源相比，LED具有低功耗、低发热量、高亮度等优势。随着低碳节能的理念不断渗透及高亮显示应用不断刺激，未来LED背光源在液晶拼接领域的应用将会越来越广泛，成为发展主流趋势。 显示屏采用大规模可编程集成电路，运行功率低，元器件寿命长，为满足提高系统使用寿命的要求，在设计中均使产品内部主要器件（如发光、驱动、控制元器件）的实际工作负载远低于其额定负载，以利节能，并可延长其使用寿命。

1 LED驱动——PWM脉冲宽度调制驱动技术

目前，道路上所使用的LED可变情报板大多采用稳压恒流方式驱动，甚至采用简单的电阻限流，基于这种方式的驱动电路其特点是简单实用、成本较低，但同时驱动电路所系消耗的功率也较大。

拟采用新的PWM脉冲宽度调制驱动技术大幅度降低LED情报板驱动电路消耗的功率。

以一个10×1米32点阵门架可变情报板为例：满屏消耗功率为6Kw（不含散热系统功率），如采用PWM脉冲宽度调制驱动技术其满屏消耗功率为4Kw，将可降低三分之一的功率。

2 光学处理——配光技术

目前道路上所有使用的可变情报板是由发光二极管直接显示，其散射区域大，而实际有效观看范围狭小。经研究对比，可变情报板观看使用范围仅占投射区域横截面积的10%。

拟采用二次光学配光处理，使情报板发光二极管发出的光束集中投向有效区域内，在增加情报板亮度达到GBT23828-2009《高速公路LED可变信息标志》要求的同时，大大降低可变情报板的消耗功率。

以一个10×1米32点阵跨路可变情报板为例：满屏消耗功率为6Kw（不含散热系统功率），若经二次光学配光处理其满屏消耗功率仅为1Kw，其消耗功率仅为普通情报板的六分之一。

在信号传输方面，要控制电缆的长度，可以考虑加装光端机或无线网络调制解调器等设备，以光纤或无线网络通信方式来提高信号的传输距离和传输质量。同事减少电缆的长度，降低功耗。

情报板的供配电方面：

（1）设计时期的供配电线路敷设限制，导致可变情报板设计数量不足及布点不合理；

（2）部分路段配电困难，线路敷设成本高，导致情报板的增加或改造难度较大；

（3）部分路段由于电缆盗损情况严重，不仅维护成本较高，而且情报板实际可用性大大降低；

（4）现有的情报板主要考虑功能性和可靠性，对能耗考虑较少，所以目前的情报板的能耗较高，不便于使用新能源，如风能、太阳能等。

3 供配电——低压供电技术

通常市电供电的情报板其供电电压为AC220V/380V，而可变情报板的实用电压为DC5～12V，市电需要通过降压、整流、稳压之后才能供可变情报板使用，其中降压及稳压过程也带来较大的功率损耗。

结合使用新能源如太阳能、风能等供电模式，直接低压DC12V—24V供电，可大大降低因降压整流而产生功率损耗。而且低压供电安全可靠，防雷性强、维护成本大幅降低。

参考文献：

[1]黄淑琴.公路可变信息标志[J].国外公路，1996（5）.

[2]胡星阳.门架式情报板太太阳能供电系统[J].中国交通信息化，2011（4）.

[3]何振邦.门架式太阳能情报板在青海地区的应用探讨[J].科技创新与应用，2012（19）.