道路交通安全之交通标志从被动反光到主动发光
道路交通安全之交通标志从“被动反光”到“主动发光”
——写在全国实施公路安全生命防护工程之际
发表于《中国公路》2015年02期聚焦栏目
作者：刘干（南京赛康交通安全科技股份有限公司）
道路交通标志是用图形符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息的交通管理设施，其主要功能：体现道路交通安全法则的效力；明确交通行为规范；调节道路交通流量和提高通行能力；降低交通事故发生率，保障交通安全畅通。随着人口、车辆、道路与经济水平的同步发展，道路交通标志已经与人们的生活紧密相关，是交通参与者无时不刻、必不可少的信息和安全工具。
最原始的道路交通标志，通常使用颜料、油漆、木材、铁皮制成，仅仅能够进行简单的良好视线状态下近距离识别。
20世纪初，董祺芳博士（美籍华裔）发明并研制了反光膜技术，应用于道路交通标志制造业，工艺和功能得到显著提升。尤其是在夜间，强烈的车辆“远光灯”照射到交通标志板面反光膜材料，产生定向回归（逆反射）光源，使得车辆的驾驶人能够远距离识认信息内容。近一个世纪以来，全球的道路环境依赖着逆反射原理的交通标志制造技术。但该技术的缺陷也显而易见，车辆的“远光灯”会导致灯光区的非机动车和行人处于视觉盲区，而不打开或不具备“远光灯”条件的交通参与者在黑暗状态下无法识别标志信息内容，交通秩序和安全因此产生多重隐患。
在中国，道路交通标志和标线的相关国家标准GB5768最早发布于1986年，于1999年第一次修订，完全采用了反光膜技术。直到2009年第二次修订，增加了主动发光式、照明式两种光学模式的道路交通标志。而事实上，存在着明显功能缺陷的反光膜技术的道路交通标志，在几乎所有的公路上沿用至今。
1962年，通用电气开发出LED发光二极管。LED的高亮、高寿命、低压、低能耗优点，早已经被广泛应用于与道路交通标志类似的户外广告标识制造业。随着太阳能、风能等新能源技术的日益成熟，将反光膜与LED技术相结合，利用新能源，开发出一种适用于任意公路环境的主动发光道路交通标志，必将提高道路交通安全管理水平，有利于公路安全和生命防护。
从技术角度看，太阳能、风能等新能源的广泛普及，LED高亮度、低能耗的实用性，应用于道路交通标志完全可行。
从功能角度看， LED与反光膜结合使用，使得道路交通标志具备了自身“主动发光”，能够在任何道路和气候环境中被交通参与者视认，明显优于单纯反光膜技术的“被动反光”，其优越性近乎完美。
从经济角度看，LED和反光膜的技术结合应用，增加了LED材料成本，但降低了反光膜技术中的高反光亮度成本，提高了产品的整体性价比，是道路交通标志制造产业升级的良机，也是公路安全生命防护技术的实绩，无论是社会效益还是经济效益都将相得益彰。
近年来有这样一组公路安全生命防护工程实例：
2010年4月，南京郑和高架快速通道下关大桥双向S形弯道陡坡段，增设52套线形诱导和警告主动发光标志，重大交通事故再无发生。
2011年1月，山西省太原-长治、太原-晋中国省道，在各交通事故频发危险路段设置了警告主动发光标志和暴闪警示灯，显著提高了交通安全预防能力、降低交通事故发生频率。
2011年9月，长深高速南京-天长段，设置了仿真警车警示主动发光标志20处，特定路段同比交通事故下降60%以上。
2012年8月，京港澳高速郑州-安阳段、郑州-新乡段，在20个团雾高发地段安装了防雾警示主动发光标志，有效地避免了雨、雾、霾天气和夜间恶性交通事故的发生。
2012年11月，安徽省312省道长山段，增设了28处警告主动发光标志和暴闪警示灯，针对恶性事故频发陡坡安装了大型主动发光警示标志，极大地改善了道路交通安全环境，重大恶性事故避免。
2013年11月，天津市静海县环湖道路，设置了30处禁令警告主动发光标志，交通事故发生率显著下降。
2014年1月，南京市快速内环全线警告、禁令、指路均采用主动发光标志，成为全世界道条应用主动发光技术交通标志的快速路，雨、雾、霾天气和夜间交通事故发生率显著下降。
基于我国的道路交通安全形势压力，每年道路交通事故导致的死亡人数和万车事故死亡率均高居世界前例。尤其是随着“村村通”工程建设年复一年的深入推进，连城接乡、遍布村间的农村公路网与农民出行、农用车辆组成了一个新的以“农”为主体的交通环境。农村公路具有点多线长、弯曲狭窄、视觉障碍、车况低劣等不利于交通安全通行的因素，道路交通标志的创新设计和科学设置已经是当前农村交通安全管理工作的一个重点。人的交通安全意识淡薄，车的交通安全性能不足，路的交通安全设施技术缺陷，是道路交通安全形势恶劣的三大成因。寄希望于“主动发光”道路交通标志技术改变现状，无疑是一种创新。但是，道路交通标志要想完成“从被动反光到主动发光”的产业升级成功，还有着一大堆难题需要攻克。
第一方面，产品标准化的形成环境存在困难。我国的道路交通标志实施的是强制性国家标准，即GB5768《道路交通标志和标线》。至今也仅仅是开了一个口子“道路交通标志的光学模式有逆反射式、主动发光式、照明式”。而主动发光式道路交通标志的工艺、设计、设置、验收等规范在该标准中几乎没有，标准依旧系统的介绍了逆反射式道路交通标
志技术规范。这样使得主动发光道路交通标志在推广应用中非常乏力。
第二方面，产品的应用缺乏市场推动力。由于全球范围内的道路交通标志制造业长期依赖于反光膜材料，而反光膜的产业制造技术门槛极高，多年来仅仅被美国、日本等少数巨头企业掌握着尖端技术，并形成了资本化市场运作。反光膜应用于交通标志，有着稳定的需求、高额的利润、巨大的产业环境，促使那些少数掌握技术、拥有资本的巨头企业坚持宣传并引导道路交通标志制造业局限于使用反光膜材料、并仅仅在反光膜技术工艺上创新提升，影响着道路交通管理者的思路和选择。尽管近年来出现了一些致力于“主动发光”道路交通标志产品的制造公司，但是几乎全部是普通逆反射交通标志制造厂家转型，很难在技术、资本、产业方面形成强大实力和影响力。道路交通标志其特有的政府管理体制，受益使用者是普通百姓，但采购决策者是政府，新产品新技术的应用在普及速度上导致滞缓。
第三方面，产品的不成熟工艺技术严重影响着市场美誉度的形成。“主动发光”能够预防交通事故、照顾所有交通主体、改善道路环境、提升交通秩序的管理水平，显著的优势创造着更多的市场需求和机会。美中不足的是，集新能源、计算机程序软件、精密制造工艺、光学视认等高科技、多学科领域于一体的主动发光交通标志尚处于研发起步期，较多的普通交通标志厂家就开始了盲目的试制并应用。道路交通标志的使用环境具有动态条件下被视认、瞬间传达文字图形信息、处于雾霾或黑暗状态等特点，LED光源具有不同的散光、强光、弱光等特点，二者结合应用必须考虑识认性能和对人的视觉影响。浅显地说，LED发光二极管设置于标志板面，若不经过科学工艺处理或设备改良，单个或少数量的在施工作业区放置尚能适用，一旦大范围或整条道路的密集性工程应用，视觉效果会大打折扣。家庭作坊式的小厂家对这方面认识不足，往往缺乏研究能力，随意的工程应用导致交通管理者、道路使用者产生功能效果误区，不利于市场普及。
从被动反光到主动发光，是道路交通标志产业的一次技术创新，需要一个较长时间的从推广到使用、再到品质认知的过程。例如很多业主和用户，在产品设计和使用中片面的要求能源的配置，而不明白节能效率和持续发光工作时间才是关健；过高提出发光像素的强度，而缺乏科学的光学与视认标准；盲目坚持沿用板面反光膜材料级别亮度，而缺少对产品整体功能的理性和经济考虑。这些都还需要长期正确的引导，影响行业规范化发展。
据全国交通工程设施（公路）标准化技术委员会了解，主动发光道路交通标志早已于2009年9月立项申报国家标准。由交通运输部公路科学研究院、南京赛康交通安全科技股份有限公司共同组建的标准起草工作组，通过大量的试验和分析研究，先后开展并完成了《主动发光道路交通标志发光像素视觉融合性研究》、《基于物联网技术的远程智能信息系统研究》、《太阳能压降分析式电压输出光控装置及方法研究》等课题。2013年11月，标准起草工作组将《LED主动发光道路交通标志》国家标准送审稿提交专家组评审并通过，形成了正式报批搞，有待国家标准化管理委员会颁布实施。
国务院办公厅近日印发的《关于实施公路安全生命防护工程的意见》中着重强调了《公路安全生命防护工程实施技术指南》，道路交通标志的科学规范设置是其中一项重要任务，
以“主动发光”为技术创新的道路交通标志产业升级迎来重要契机，有望成为公路安全的生命防护神。
安装于南京机场高速的主动发光标志
安装于安徽312省道长山危险路段的主动发光标志
安装于农村道路危险路段的主动发光标志