[发明专利]一种太阳能发光道钉灯及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通安防器材领域，具体涉及一种太阳能发光道钉灯及其控制方法。

技术背景

随着社会进步和交通事业的发展，特别是人们汽车保有量的不断增多，车权、人权、路权纷争成为中国当前最突出的交通症结,从而对交通安防标志提出了新的、更高的要求。

道钉又叫突起路标，作为一种交通安防标志中应用最广泛的轮廓标，主要安装在道路的标线中间或双黄线中间的，具有发光或反光功能，对机动车驾驶员起引导或示警作用。

现有道钉主要包括反光道钉和发光道钉两种，其中的发光道钉由于部分具有灯的功能，因此也叫做发光道钉灯。

其中，常规传统道钉多为纯反光道钉，这种道钉依靠逆反射材料反射来往车辆车灯光提供被动发光，不能摆脱对汽车灯光的依赖，而且只能对机动车辆起到诱导作用，因此在性能上有很大的局限性。

发光道钉多为太阳能道钉；利用光伏器件白天蓄能；当夜晚降临，环境光照低到一定程度时自动发光；当白天来临，环境光照达到一定程度时自动停止发光；并实现节电的目的。

太阳能道钉至今已有20余年的历史，由于各个国家，各个地区标准和要求不同，故其种类繁多。太阳能道钉灯一般主要沿路面平行方向发光；从发光面分有单面发光太阳能道钉或双面发光太阳能道钉等；从安装方式上分有地埋式太阳能道钉、凸起式太阳能道钉等；从材质上分有塑料材质太阳能道钉、金属材质太阳能道钉、玻璃材质太阳能道钉、陶瓷材质太阳能道钉等；但迄今为止，从发光方式上分只有两类：一类是间隔供电发光的太阳能道钉，另一类连续供电发光的太阳能道钉，两者的主要缺点分别如下所述：

间隔供电发光的太阳能道钉，主动光源发光和熄灭交替进行。主动光源熄灭时没有其他元件发光；因此，如果熄灭的间隔时段稍长，就会使人陷入黑暗而产生目盲现象，从而埋下事故隐患。以常规情况作为例举：假设现有一太阳能道钉以1s的周期和10%的占空比频闪发光，则道钉灯在1s周期内的黑暗期长达0.9s，此时如果有一辆汽车以100公里每小时的速度行驶，则汽车将在一个黑暗期内行驶25m的距离，这显然存在极大的安全风险。并且这种道钉安装后，安装路面上各道钉之间容易产生发光不同步的问题，从而对人眼造成不适。

为此，有的太阳能道钉采用过小周期的高频闪模式发光来来缩短熄灭的间隔时段，从而降低上述安全风险。但以这种模式发光的道钉由于对行人和非机动车驾驶员的频闪效应和眩光效应明显，并易诱发烦躁情绪，从而导致交通事故，因此只能用作警示、提醒作用，应用范围十分有限。

连续供电发光的太阳能道钉，由于必须遵照国家相关亮度标准即以不低于2000Mcd/m²的发光亮度持续供电发光，因此耗电量相对较大，单次光伏蓄电后的持续工作时间过短，特别在阴雨天容易发生充电不足，进一步缩短了持续工作时间，实际应用效果很不理想；又因为人眼更容易注意到动态效果，所以其示警效果较差；而且这种太阳能道钉的元器件容易因持续以较大电流工作而过热并发生损坏。由于上述种种缺点，故而这种太阳能道钉的应用局限也很大，无法大范围使用。

2017年发生了秦岭一号隧道重大交通事故。事故的主要原因之一在于所在道路诱导系统的性能不足。而道钉作为道路诱导系统的重要组成部分，如何对现有道钉进行创新一下子成为了交通行业和舆论关注的话题。

回溯历史，我们发现：沿用了几十年的现有道钉产品，虽然种类繁多，并且这些年来也有许多关于太阳能道钉的专利申请和产品的改进，但其发展仅在非核心性能上，如外观、形状、防水性能、耐压性能、方便安装等方面有修修补补的改进，而在关乎主动发光功能等的安全核心性能上近二十余年几乎没有创新。现有太阳能道钉都采用草帽灯珠并以几个点光源零散发光；单个道钉灯上LED都以单一颜色发光；道钉的发光模式也仅限于间隔供电发光和连续供电发光两种。而随着现在交通发展的日新月异，人们的出行方式和交通理念也发生了许多改变，例如：交通工具越来越多样化，各种不同等级、不同交通状况、不同侧重理念的道路不断增多，特别是城市景观道路、非机动车道、公园绿道、高速自行车道等的新型道路不断出现，从而对各种交通诱导安全设施提出了新的需求。而原有的太阳能发光道钉，仅从对机动车驾驶员的发光效果的角度出发，很少甚至不考虑对其他交通工具驾驶员和行人的交通安全，已经越来越不能满足道路发展的先进理念和更高的安全需求，是到了变革创新的时候了。

特别是以往对太阳能道钉都仅仅从产品自身的角度出发，而很少考虑到道路上驾驶员生理和心理因素对交通安全的影响，且不考虑其他交通工具和行人等的生理和心理因素对交通安全的影响，因此存在重大安全隐患。