引言能源是一个国家赖以生存的命脉.doc

一、太阳能自发光标志的涵义以及原理永修至武宁（庐山西海）高速公路是我省第一条旅游高速公路，它东起福银高速公路昌九军山段、西连大广高速公路武吉澧溪段，途经永修县的白槎、三溪桥、车桥和武宁县的巾口、宋溪、甫田等13个乡（镇、场）的43个行政村，全线位于庐山西海风景名胜区北岸，是沟通福银高速公路、庐山西海景区、大广高速公路的一条地方加密高速公路。全长104公里，全线采用双向四车道高速公路标准建设。而在永武高速中太阳能交通标志是不可或缺的交通安全附属设施。我JT2标K53-104公桩全线均已采用太阳能自发光交通标志。（一）、太阳能自发光标志定义它是交通标志牌的一种，由标志面、标志底板、太阳能电池板、控制器、发光单元(LED)组成，用文字与图案传递警告、禁令、指示信息传递给司机,用以管理道路交通的安全设施。它给道路使用者以确切的道路交通信息,使道路安全畅通，事关司机和行人的生命财产安全，在高速中起着至关重要的作用。 1、太阳能标志的产生的技术背景 1.1城市光污染 没有光的世界一片漆黑，但有璀璨的光芒所产生的光污染也不可小觑，光污染已经在无孔不入地入侵了所有百姓的生活。夜幕降临后，闪烁夺目、令人眼花缭乱的商场、酒店楼上的霓虹灯、灯箱广告和灯示标志，有夜间许可证的工地白炽灯照明等，把夜晚照射得如同白天一样，令人眼花缭乱。有些强光束甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样。夜晚的华灯造成的光污染已使人们对靠被动反光的标志牌视而不见。 在这一坐城市公路上，光污染严重，连红绿灯都很难发现。普通的反光标识就更难看到了。 1.2山区雾天 随着平原区、丘陵区和各省市经济较发达的地区高速公路建设的逐步完善,高速公路建设的重点正逐步向山岭区和经济发展相对滞后的山区转移，山区高速公路，风速受山脉河谷影响较为显著，平均风速仅1.2m/s，潮湿多雨的气候条件加上植被繁茂的森林环境，因此该路段常常有雾产生。并且由于高速公路通常跨越距离较长，特别是很多高速公路都通过农村和山区，使得高速公路的情况相对变得复杂。雾的分布往往很不均匀，有时会在一个路段上视线相当明朗、而在另一个路段却大雾弥漫。由于这种情况通常发生在夜间，高速行驶的车辆突然驶入大雾区，驾驶员会感到视觉突然变暗，有些驾驶员不能适应视力的突然变化，便会产生一种恐慌感，从而容易引发交通事故。 以上两个原因呼唤主动发光与被动发光相结合的新型交通标志诞生。 （二）、太阳能交通标志的原理太阳能标牌的工作原理可以简单概括为：白天太阳能电池板吸收太阳光，把太阳能转化成电能，储存在储能器件中，到了晚上，储能器件中的电能自动转化成光能(通过光电开关控制)，通过LED发出亮光来勾画图案轮廓，传达交通信息。 （三）、太阳能交通标志牌的结构三要素 3.1传统的太阳能标牌 太阳能标牌不同于普通标牌，普通标牌结构简单，太阳能标牌结构复杂，除了包括普通标牌所具有的标志底板、反光膜外，还包括太阳能板，控制器，LED以及内部的连接电路。大家看一看，早期的太阳能标牌图像。 基本上就是一个灯箱了，电路、控制器、电池都放在箱体内，它主要的弊端有以下几个方面： (1)箱体过于笨重，太阳能板体积过大，不利于包装，运输，在运输的过程中，经常造成内部损坏。 (2)电池和电路都封在箱体内，不宜更换。 (3)箱体过大，密封性不宜控制。 3.2新一代太阳能标志 通过长期实践，只有结构合理，才能保证太阳能标牌正常的工作。太阳能标牌的结构上应具备三要素：体薄量轻、电池电路易更换、太阳能板可转向。 、体薄量轻 板的厚度约为10mm，方便运输和悬挂。 、电池电路易更换 控制箱容易打开。 、太阳能板可转向 太阳能板支架是一个万象轮装置，可以是太阳能板朝向太阳方向。更利于太阳能板吸收太阳能。3.3 太阳能自发光标志寿命LED的寿命 LED作为一种新型光源在各个领域得到越来越广泛的应用，究其原因无不外乎以下几点：1.寿命长，就目前各个区域各个品牌生产商量产的LED芯片来说，其最长工作时间普遍达到10年以上，而且是连续工作。2.节能，LED的电光能量转换率是普通白炽灯的5-8倍，获得同样的光照亮度能节省60%以上电量。 电池的寿命。 太阳能产品设计原理中都是要将光能转化为电能后储存，以作后备，在无阳光照射情况下，由储能设备续电。储能设备目前主要有三大类:电池储能、电容储能、电感储能，其中电池储能因为容量大、体积小、成本便宜等优点相对使用比较广泛。作为太阳能标牌是适合用电池储能的。储能电池即蓄电池，它根据内部材料又划分为铅酸电池、镍氢电池、锂电池等几个类别。符合交通户外环境的电池要属镍氢和锂电，因为相对而言它们在高低温特性、容量体积比、环保、寿命方面是优于铅酸电池的。如果以保持60%容量统计铅酸电池循环次数在400次左右，镍氢电池在500次左右，锂电在600左右。在这里所谓的循环次数是指把电池全冲全放，满作为一个周期。而实际上太阳能标牌需考虑阴雨天因素，电池是大部分时间在放掉1/5电量时就充电的，这种浅放浅充的浮充电状态的工作方式是可以大大延长电池使用年限的。即便这样，太阳能标牌如果采用锂电照常规使用，寿命也只有4年左右。 从太阳能标牌的以上几个主要组成部分可以分析出：电池是制约其寿命的瓶颈。该类产品的电池应该注重防潮的同时，应该方便更换。二、太阳能自发光标志在永武高速中的应用及发展 （一）太阳能发光标志在永武高速的应用 高速公路上的车流量大、车速快，交通标志的设置高度、物理尺寸都有别于其他道路。高速公路交通标志是高速公路安全设施的重要组成部分，高速公路交通标志的设置，不仅是高速公路道路管理的主要手段，同时也是高速公路路容美化的重要部分。为了充分发挥交通标志的有效功能，增加夜间行驶车辆的判读性，避免司机误行而造成的不必要的运营增加，从而快速、安全到达目的地，均采用太阳能自发光标志。太阳能自发光标志将广泛应用于永武高速公路上，使高速公路拥有更鲜明的标记中心线、车道分界线、边缘线，对标记弯道、进出口匝道、导流标线等危险路段起到安全、美化亮化作用。 动态线形诱导标志，用于引导车辆改变行驶方向，促使安全运行，设置于易肇事路段、小半径匝道曲线或中央隔离设施及渠化设施的前部。以太阳能为能源，节能环保，施工方便。动态递进显示，具有更强的视认性。（二）太阳能发光标志的发展如今科技的进步有利的扩展了太阳能进一步的开发，不论是做图形、轮廓还是文字，太阳能标牌均能用良好的效果。 1、 追逐式太阳能标志追逐式太阳能导流牌是将每一个太阳能标牌里的太阳能板、电池、控制电路集中起来，集中到一个主控制太阳能标牌内，各个太阳能标牌通过导线与控制连接。一个控制系统有效控制距离可以为500米。太阳能标牌仅保留led和一个简单的稳压电路，电池、太阳能板均可以更换，优点是太阳能板是唯一的，非常适应在山区曲折、树木茂盛、地面阳光不充沛的道路上安装太阳能标牌。只需将一块太阳能板放在阳光充沛的地方即可。缺点是安置连接导线较为麻烦，导线如果受到破坏或盗窃，整个系统会无法工作。2、无线控制各个标牌之间没有任何导线连接，以无线电波信号控制各个太阳能标牌的工作方式，让控制范围内的标牌按预设程序有序闪烁，降低太阳能标牌安装的难度，不需要安装导线。前提是用于道路的电子系统必须能抵抗强烈的来自车辆及其他无线电产品的电磁干扰，也要符合恶劣的物理环境。结论：太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。随着公路科技的发展，为解决车辆的视觉障碍，克服发光膜的缺陷，消除夜间养护施工及交通安全隐患，充分体现以人为本的交通安全新理念，我们永武高速JT2标采用了太阳能自发光标志，本文从太阳能发光标志的特性出发,分析了它在高速公路中的应用。高速公路交通标志的设汁与设置是高速公路交通安全设施设计的重要组成部分。因此，高速公路交通标志的设计，一定要根据高速公路交通标志服务对象的特殊性，认真分析高速公路的交通组成形式、所处区域的地位等各种因素，还要结合高速公路景观要求，从经济性、安全性出发，充分发挥交通标志的有效功能，保障高速公路高效、快捷功能的实现，减少车辆的错行、误行，使司机安全、快捷达到目的地。参考文献：1张瑾;道路交通标志标线警示能力研究D;昆明理工