2001年以來,隨著GB14887-1994《道路交通信號燈技術要求及測試方法》的修訂,LED信號燈的技術水準進入一個總體提高的時期。近兩年,中國大陸許多城市,如北京、上海、重慶、南京等都在批量將傳統(tǒng)以白熾燈為光源的信號燈更換為以LED為光源的信號燈。傳統(tǒng)的交通信號燈主要由以下部分構成:電源、燈殼、反光碗、有色配光鏡、光源部分。
傳統(tǒng)的信號燈有以下幾個難以避免的缺點:一是由于反光碗的存在,導致假顯示效果。二是壽命短、維護費用高。三是由于有色配光鏡多由塑膠類材料制成,在太陽光長時間照射下會有不同程度的變色,導致燈光顏色的漂移,容易產(chǎn)生事故等嚴重后果。
以LED為光源的信號燈可以在一定程度上避免以上傳統(tǒng)信號燈的缺點。LED信號燈較傳統(tǒng)信號燈有著明顯的優(yōu)勢:首先,由于LED發(fā)出的光束是向前的并具有一定發(fā)散角,這樣就可以不必像白熾燈需要加裝反光碗,而且LED本身發(fā)出的是色光,這樣就不需要由有色配光鏡來濾光,從而解決了假顯示和配光鏡顏色漂移問題,提高光利用率。其次,工作壽命長,為5~10年,維修保養(yǎng)費用低。第三,功耗小,一般約為白熾燈光源信號燈的10%~20%。這一點符合國家的相關能源政策。第四,由于單個LED僅為整個信號燈燈盤中的特殊的一個發(fā)光單元,只要信號燈線路板設計合理,即使個別LED燒毀,也不會影響別的LED發(fā)光單元,從而影響信號燈整體效果。
據(jù)美國照明工程協(xié)會的推薦,使用LED光源節(jié)省的能源費用可用下列公式計算:A=8760×D×(PI-PL)×C。其中:A為每年節(jié)省的能源經(jīng)費;D為LED工作時的占空比;PI為白熾燈信號燈的耗電量(kW);PL為LED信號燈的耗電量(kW);C為每千瓦小時的電費(元/ kWh)。按照這個公式計算用LED光源代替一隻白熾燈一年可以節(jié)省的電費是263元。
而從廣義上看,除了替代傳統(tǒng)的交通信號燈以外,LED在交通領域的應用非常廣泛,還包括:民航航班動態(tài)資訊顯示幕,民航候機室值機柜檯、行李到達顯示幕,鐵路車站、港口旅客引導、售票等系統(tǒng)顯示幕,鐵路車廂資訊發(fā)佈顯示幕,地鐵、輕軌綜合資訊發(fā)佈顯示幕,公車站電子站牌、公車輛資訊發(fā)佈顯示幕,道路交通LED顯示可變限速標誌,公路收費系統(tǒng)LED費額顯示器,城市交通誘導資訊室外顯示幕等。
由于在外延技術上、工藝上還有待進一步成熟,高亮度LED的成本還比較高,特別是高亮度綠色LED價格仍然比較昂貴。此外,LED信號燈由于工作環(huán)境惡劣,日曬雨淋、嚴寒酷暑,其可靠性可以說是尤為重要。特別是防水密封設計,高低溫耐受性,性能一致性,電路設計,高可靠性都是其與眾不同的內在要求。
LED單管的價格是白熾燈泡的幾倍甚至十幾倍,導致LED信號燈的價格遠高于白熾燈信號燈,這是LED信號燈沒有被大量使用,特別是在經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)的原因之一。
由于交通領域應用的LED顯示完全在室外條件下工作,環(huán)境情況復雜,在溫度、供電、防雨、防潮、防腐蝕、防雷擊等方面的要求復雜,同時又要求很高的可靠性,對此需要採取專門的針對性措施,比如重點注意顯示LED的散熱、防水和防塵等問題。
此外,還要大力發(fā)掘LED在交通領域中的新應用。隨著資訊時代的到來,LED的應用還將在智慧交通系統(tǒng)以及交通誘導方面大顯身手。在我國交通運輸行業(yè)中,相對來說,機場航班動態(tài)資訊顯示系統(tǒng)在系統(tǒng)構成、顯示終端等方面總體上比較領先;道路交通誘導系統(tǒng)正在迅速興起,處于發(fā)展和完善過程中,LED顯示將成為主要的資訊顯示手段。