第一節(jié) LED道路應(yīng)用市場現(xiàn)狀 分析 及預(yù)測

LED(發(fā)光二極光)的應(yīng)用可以說無處不在。作為一種半導(dǎo)體發(fā)光材料，與其他發(fā)光材料相比較，LED以其綠色、高效、可靠、耐用的優(yōu)勢，使得其他發(fā)光材料黯然失色。隨著大功率LED成本的不斷降低，逐步替代傳統(tǒng)燈具成為可能。LED光源在道路照明中的應(yīng)用已成為近年來半導(dǎo)體照明 行業(yè) 的熱點(diǎn)。

2007年我國LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過300億元，已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國，新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。國內(nèi)在照明領(lǐng)域已經(jīng)形成一定特色，其中戶外照明發(fā)展最快，已有上百家LED路燈企業(yè)并建設(shè)了幾十條示范道路。

1、LED顯示在交通領(lǐng)域前景廣闊

隨著材料技術(shù)的不斷提升，拓寬了LED的應(yīng)用范圍。展望交通領(lǐng)域LED顯示的應(yīng)用，有以下幾個(gè)方面值得關(guān)注：

1）交通信號燈市場需求旺盛

超高亮、大功率的LED器件在城市交通信號燈中已得到廣泛應(yīng)用。濟(jì)南、青島采用LED交通信號燈的比例已達(dá)90％左右，北京達(dá)80％，上海、沈陽達(dá)70％，其它如長春、哈爾濱、洛陽、寧波、西安等城市也發(fā)展較快。LED信號燈以其高亮度、高可靠性、低使用成本、長壽命等特點(diǎn)，得到城市交通管理部門的青睞。從全國范圍內(nèi)看，城市化進(jìn)程和道路市政建設(shè)的發(fā)展，新建交通路口數(shù)量不斷增加，目前使用的傳統(tǒng)交通信號燈也在被LED信號燈替換。預(yù)測國內(nèi)道路LED交通信號燈市場容量應(yīng)該在50億元。另外，公路車道指示燈、機(jī)場、鐵路、航運(yùn)等領(lǐng)域的信號、標(biāo)識類用燈，也存在著很大的市場潛力。

2）公路LED可變情報(bào)板等已成規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品

公路LED可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志等產(chǎn)品已發(fā)展成為公路建設(shè)中的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，現(xiàn)有的道路需要補(bǔ)充完善，新建道路有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范配套設(shè)施的要求，相關(guān)產(chǎn)品的 行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)也已正式發(fā)布實(shí)施。預(yù)計(jì)每年公路可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志等顯示類產(chǎn)品的市場容量在3億元到5億元左右。

2、2010年LED路燈大規(guī)模應(yīng)用市場將啟動

目前路燈應(yīng)用市場已經(jīng)啟動，原因有五，第一，在中間視覺條件下，目前路燈大量采用的鈉燈，效率比明視覺條件測量效率要低30%，而LED由于是全光譜效率會提高40%，目前取代鈉燈已能節(jié)電30%-40%，符合節(jié)電、減排國家政策。第二，考慮到壽命較長，可免維護(hù)費(fèi)用。由于驅(qū)動電流小、電纜、變壓器和工程費(fèi)用也在減少。第三，白光下視感和分辨能力都有提高。第四，由于耗電少和驅(qū)動電壓低，可與光伏電池組成太陽能路燈。第五，路燈均為政府部門建設(shè)和管理，較易推廣。

目前許多城市乃至小鎮(zhèn)，都有路燈示范工程，少則幾十盞，多則成千上萬盞，國內(nèi)已有多張2萬盞路燈的訂單，可以說這是通用照明中冒出的一匹黑馬。隨著效率的進(jìn)一步提高和技術(shù)的日趨完善，將有很快的發(fā)展?？紤]到我國約有2億盞路燈這一廣闊市場，按照每年替換100萬盞，那么一年市場容量是36億左右。理應(yīng)特別重視，加上已有部分企業(yè)產(chǎn)品出口，市場前景更為看好，2010年大規(guī)模應(yīng)用市場將啟動。

目前產(chǎn)品屬初始階段，良莠不齊，主要問題是散熱問題解決不好，不僅發(fā)光效率下降，而且光衰問題較嚴(yán)重，甚至失效。有關(guān)部門要抓緊標(biāo)準(zhǔn)制定，出廠前要進(jìn)行光衰試驗(yàn)，減小燈具熱阻，充分散熱，真正做到高效、長壽命，以利市場的培育和健康發(fā)展。

第二節(jié) LED道路應(yīng)用狀況 分析

一、LED在道路照明應(yīng)用

1、LED在道路照明應(yīng)用優(yōu)勢

隨著大功率LED普遍在燈光裝飾和照明中的普遍使用，功率型LED驅(qū)動顯得越來越重要。道路照明燈使用大功率LED照明將成為可能性。道路照明燈是使用時(shí)間最長而且耗電最大的燈，路燈采用LED燈將大大減輕了城市的電力能源緊缺，節(jié)約了國家能源。

由于路燈都是橫插式的，使用LED制造只能制成單面發(fā)光，但只需在安燈泡時(shí)調(diào)正位置，不影響光照效果。路燈的功率分20W、30W，40W，50W用大功率LED制造，使用壽命長、免維護(hù)。由于LED耗電省、電壓低、電流小，安裝電纜的截面相應(yīng)減小，節(jié)約了安裝成本。

一個(gè)完善的道路照明系統(tǒng)由燈源，電纜線，以及供電系統(tǒng)來組成。

1）LED路燈與傳統(tǒng)路燈的比較

假設(shè)某城市有三段道路長度分別為3公里、5公里、10公里，鋪設(shè)路燈以每隔30米一盞，每邊一盞計(jì)算，這三段路所需的路燈總數(shù)分別為202盞、333盞、666盞、傳統(tǒng)路燈以功率為250W的高壓鈉燈為準(zhǔn)，LED路燈以功率為50W為準(zhǔn)進(jìn)行對比！

傳統(tǒng)路燈單價(jià)為1000元/盞，LED路燈單價(jià)為3000/盞，那鋪設(shè)傳統(tǒng)路燈三種長度的道路所需光源成本分別為：202*1000=202000元，333*1000=333000元，666*1000=666000元，鋪設(shè)LED路燈三種長度的道路所需的光源成本分別為：202*3000=606000，333*3000=999000，666*2000=1998000。

2）電纜線成本的比較

我們來 分析 三段長度的道路兩種光源鋪設(shè)電纜的成本，3公里道路傳統(tǒng)路燈主干線電纜負(fù)載流量I=P/U=202*250/220=230A，它需橫截面積為60mm2的銅芯電纜，其單價(jià)為120元/米，則其電纜成本為120*3000=36萬元，LED路燈干線電纜負(fù)載流量1=P/U=202*50/220=44A，它需橫截面積為10mm2的銅芯電纜，它需橫截面為12mm2的銅芯電纜，單價(jià)為12元/米，電纜成本為12*3000=3.6萬元，5公里道路傳統(tǒng)路燈主干線電纜負(fù)載流量I=P/U=333*250/220=377A，它需橫截面為90mm2的銅芯電纜，單價(jià)為180元/米，電纜成本為980*5000=90萬元，LED路燈主干線電纜負(fù)載流量I=P/U=333*50/220=73A，它需橫截面為20mm2的銅芯電纜，單價(jià)為25元/條，電纜成本為25*5000=12.5萬元，10公里道路傳統(tǒng)路燈主干線電纜流量I=P/U=666*250/220=680A，它需橫截面為400mm2的銅芯電纜，單價(jià)為360元/米，電纜成本為360*10000=360萬元，LED路燈主干線電纜負(fù)載流量I=P/U=666*50/220=146A，它需橫截面為42mm2銅芯電纜，單價(jià)為60元/米，成本為60萬元，對比情況。

3）供電系統(tǒng)

傳統(tǒng)的路燈需要一個(gè)大型的供電系統(tǒng)。功率型的大型變壓器是非常貴的。而且傳統(tǒng)的燈電壓不能太大的波動，否則，會嚴(yán)重影響燈的壽命。而LED路燈用上天下明科技的驅(qū)動模塊，不需要大型的變壓器。電壓有波動時(shí)，LED路燈的亮度不變。T220C350W12S12能驅(qū)動12W的LED工作，在電壓從180V到260V變化時(shí)，整個(gè)驅(qū)動器能實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動。保證了大功率LED路燈亮度。另外，驅(qū)動器有許多保護(hù)功能，在異常情況下，整個(gè)電網(wǎng)的可靠性。

4）節(jié)能比較

我們來計(jì)算三段長度的道路兩種光源的情況下一年的耗電成本。計(jì)算方法以每天亮燈10小時(shí)，每度電以1元人民幣計(jì)算。3公里道路傳統(tǒng)路燈一年耗電量為202（盞）*10（小時(shí)）*365（天）*250W=184325000w，即184325度電，合人民幣184325元，LED路燈一年總耗電量為202*50*10*365=36865000W，即36865度電，人民幣36865元，5公里傳統(tǒng)路燈一年總耗電量為333*250*10*365=303862500W，即303863度電，人民幣303863元，LED路燈一年總耗電量為333*50*10*365=60772500W，即60773度電，10公里道路傳統(tǒng)路燈一年總耗電量為：666*250*365*10=607725000W，即607725度電，人民幣607725元，LED路燈一年總耗電量為：666*50*365*10=121545000W，即121545度電，人民幣121545元。

現(xiàn)今市場流通的路燈光源:高壓鈉燈，國產(chǎn)的因質(zhì)量和技術(shù)問題壽命較短，一般都小于3000小時(shí)，進(jìn)口的以Philips最好，達(dá)到3000-4000小時(shí)，單體LED的壽命在8萬小時(shí)以上，集群變成一個(gè)特大功率的LED后，它的壽命在6萬小時(shí)以上，等于是現(xiàn)今流通最好的高壓鈉燈15倍以上的壽命，亦即是話，高壓鈉燈更換15次以上，LED路燈才更換一次，更換光源成本不在活下，維護(hù)費(fèi)用與及因此而造成的諸多不便已是最明顯的對比，（因路燈用途特殊，更換困難，要花費(fèi)一定的人力.機(jī)器資源才能完成操作）

LED路燈替代傳統(tǒng)路燈在光源成本不占優(yōu)勢，但在鋪設(shè)費(fèi)用中，LED路燈已可以將光源成本節(jié)省，使用后節(jié)省的電費(fèi)就是收益，還有各自的壽命帶來的好處與及壞處，安裝的道路越長節(jié)省的費(fèi)用越大，（以上不包含電桿、安裝、維護(hù)等費(fèi)用，實(shí)際上安裝LED路燈所需的費(fèi)用也遠(yuǎn)低于安裝傳統(tǒng)路燈的費(fèi)用）。

2、LED路燈大規(guī)模應(yīng)用還存在以下幾個(gè)問題：

面臨的主要技術(shù)問題為：輸出功率及光通量、二次光學(xué)設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)和電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。輸出功率及光通量的提高還需要從大功率白光LED的外延技術(shù)、芯片工藝等基礎(chǔ)層次進(jìn)一步提升。

在二次光學(xué)設(shè)計(jì)方面，LED的輻射形式有朗伯型、側(cè)射型、蝙蝠翼型和聚光型幾種。在道路照明領(lǐng)域，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)朗伯型和蝙蝠翼型比較適用，通過二次光學(xué)設(shè)計(jì)，使得LED的光照范圍、光度曲線符合道路照明的需求。散熱是LED路燈需要重點(diǎn)解決的問題之一，由于LED路燈亮度要求高、發(fā)熱量大，并且戶外這種使用環(huán)境比較苛刻，如果散熱不好會直接導(dǎo)致LED快速老化，穩(wěn)定性降低，除了需要功率型LED本身的散熱好外，由于路燈具有戶外夜間使用的特點(diǎn)，散熱面位于側(cè)上面有利于空氣自然對流散熱。

LED路燈的電源系統(tǒng)也與傳統(tǒng)光源不同，LED的低能耗、低工作電壓和太陽能電池組件的低輸出功率、低輸出電壓之間的配合非常合適，如何使緊密壓縮在一起的一組LED安全、可靠地工作也是考察LED路燈的一個(gè)指標(biāo)。

3、綜合以上對LED路燈在市場前景及技術(shù)問題方面的 分析 可以看出，影響其消費(fèi)的因素為：

1）LED路燈造價(jià)較高，不利于推廣普及。雖然目前初步解決了LED路燈的散熱問題，但是過高的價(jià)格和過重的燈頭仍然會阻礙LED路燈的普及。

2）LED路燈模塊化的可靠性仍需加強(qiáng)，由于驅(qū)動電路等原因也會造成LED路燈的失效。

3）無論是單點(diǎn)還是多點(diǎn)光源的LED路燈都存在著散熱難的問題。一盞采用250W高壓鈉燈的路燈，由于技術(shù)較成熟，散熱控制得很好，即使工作5000小時(shí)，光衰仍然較小，發(fā)光效率還可以達(dá)到70%以上。以目前的技術(shù)，相同條件下大功率LED路燈，由于散熱問題不易解決，光衰較大，發(fā)光效率會下降到30%。如果想用加大電壓電流的方法提高光效，很容易造成LED芯片損毀的現(xiàn)象。

4）LED路燈射程短，因此LED路燈還需要進(jìn)一步加強(qiáng)如何在較高高度下工作的 研究 。此外，制定國家LED道路照明標(biāo)準(zhǔn)也是普及推廣LED路燈非常有力的手段。

二、LED顯示在高速公路上的應(yīng)用

1、可變情報(bào)板及可變限速標(biāo)志

可變情報(bào)板及可變限速標(biāo)志作為智能交通系統(tǒng)的重要信息發(fā)布，由監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)通過通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)行遠(yuǎn)程控制，傳送并顯示各種圖文信息。向司機(jī)及時(shí)發(fā)布不同路段的不同路面情況及各類交通信息，并進(jìn)行交通法規(guī)，交通知識的宣傳，達(dá)到減少高速公路重現(xiàn)性阻塞，減少高速公路非重現(xiàn)性事故的影響，提高行車安全;從而有效疏導(dǎo)交通，提高高速公路的使用效率。可用在高速公路和一般道路上，尤其是高速公路出入口控制的公路。

系統(tǒng)的組成:可變情報(bào)板及可變限速標(biāo)志系統(tǒng)是由主監(jiān)控計(jì)算機(jī)，通訊網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器，顯示屏、顯示器件，控制卡及內(nèi)置控制系統(tǒng)，機(jī)箱，框架，電器保護(hù)和防雷裝置，電纜安全連接件，成對調(diào)制解調(diào)器，安裝所需的電力及信號工程等。

2、車載屏(移動式交通信息屏)

道路施工與維修所造成車道封閉或縮減，對公路主管部門，施工人員而言是早已經(jīng)預(yù)定好的工作，但對于大多數(shù)道路使用者仍是不可預(yù)知的事件，因此通過交通誘導(dǎo)屏告知駕駛?cè)藛T或路人非常重要。固定式的可變情板報(bào)受限于道路施工地點(diǎn)非固定的特性而不易發(fā)揮功效，而車載屏(移動式交通信息屏)是可變情板報(bào)的一種，它具有小巧靈活輕盈，適直安裝在拖掛式載動車上，可隨時(shí)隨地放置在目標(biāo)現(xiàn)場直接顯示，彌補(bǔ)了固定式可變情報(bào)板的不足。

系統(tǒng)的組成:車載屏系統(tǒng)是由控制計(jì)算機(jī)，控制盒，顯示屏，內(nèi)置控制系統(tǒng)，機(jī)箱，框架，運(yùn)載車，太陽能電池，蓄電池，電纜安全連接件等。操作時(shí)可由計(jì)算機(jī)將誘導(dǎo)信息下載給顯示屏，也可以將常用的誘導(dǎo)信息下載給控制盒，再由控制盒傳輸數(shù)據(jù)給顯示屏，一般應(yīng)用時(shí)使用后者易于攜帶，且控制盒也可編輯文字信息下載給顯示屏。

3、導(dǎo)向牌

為了保證高速公路上施工作業(yè)人員和車輛的安全，同時(shí)也是為了保護(hù)使用高速公路的人員和車輛的安全，交通安全管理部門要求，高速公路作業(yè)車輛必須安裝醒目的標(biāo)志，用以警示和引導(dǎo)后續(xù)其它車輛，避免意外事故的發(fā)生。而導(dǎo)向警示牌正是高速公路上的施工作業(yè)的車輛必備裝備。只有充分考慮到上述各點(diǎn)設(shè)計(jì)，制造出來的警示標(biāo)志，才稱得上是符合時(shí)代要求的警示標(biāo)志。

三、LED道路交通信號燈的應(yīng)用

道路交通信號燈（以下簡稱信號燈）的光源幾經(jīng)變遷，從最初易發(fā)生爆炸的煤氣燈發(fā)展到穩(wěn)定、安全的白熾燈、鹵鎢燈，再到如今發(fā)光二極管（LED）得到了廣泛應(yīng)用。白熾燈和鹵鎢燈光源信號燈的特點(diǎn)是發(fā)光穩(wěn)定、均勻，但是存在能耗高、壽命低、易產(chǎn)生幻像信號顯示、色片易褪色等缺陷。而高亮度、低能耗LED在信號燈上的應(yīng)用，給信號燈產(chǎn)品帶來革命性的變化。

LED之所以能夠在信號燈中得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)長ED具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、單色光，具有發(fā)散角

LED發(fā)出的光是單色光，因而不需要用色片來產(chǎn)生紅、黃、綠的信號顏色；LED發(fā)出的光具有方向性，并有一定的發(fā)散角，由此可以摒棄傳統(tǒng)信號燈中使用的非球面反光鏡。LED的這個(gè)特點(diǎn)解決了傳統(tǒng)信號燈存在的幻像（俗稱假顯示）和色片褪色問題，提高了光效。

2、冷光源，能耗低

LED是一種冷光源，其顯著的特點(diǎn)之一就是能耗低，這對燈具的應(yīng)用而言是很有意義的。LED光源的信號燈單個(gè)發(fā)光單元的視在功率一般在12VA~25VA之間，白熾燈泡光源的信號燈單個(gè)發(fā)光單元的功率一般在80W~100W之間，低壓鹵鎢燈泡光源的信號燈單個(gè)發(fā)光單元的視在功率一般在40VA~60VA之間。由此可見LED光源在節(jié)能方面的優(yōu)勢是非常明顯的。

3、可靠性好，壽命長

信號燈的工作環(huán)境相對比較惡劣，嚴(yán)寒酷暑、日曬雨淋，因而對燈具的可靠性要求較高。一般信號燈用白熾燈泡的平均壽命是1000h，低壓鹵鎢燈泡的平均壽命是2000h，由此而產(chǎn)生的維護(hù)費(fèi)用很高。目前，我國LED信號燈使用時(shí)間最長的已超過5年，LED未有損壞。單管LED的理論壽命為100000h，由此推斷LED信號燈的實(shí)際使用壽命大于50000h。

4、LED顯示是道路交通誘導(dǎo)系統(tǒng)主要發(fā)布載體

道路交通誘導(dǎo)系統(tǒng)是現(xiàn)代城市智能化交通管理系統(tǒng)中重要的交通信息服務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理和 分析 交通動態(tài)狀況，由控制中心的指揮決策者通過人工或自動的方式，對外發(fā)布和顯示交通信息、道路狀況等，減少堵塞程度，提高道路通行能力。

實(shí)踐中，面向公眾的交通誘導(dǎo)信息一般是在室外環(huán)境下發(fā)布，由于LED顯示的高亮度特點(diǎn)，各種形式的LED顯示成為交通誘導(dǎo)信息主要的發(fā)布載體。常見的交通誘導(dǎo)LED顯示方式有交通誘導(dǎo)LED顯示屏(可變情報(bào)板)、交通誘導(dǎo)路徑顯示牌、停車指示牌、可變標(biāo)識標(biāo)志等。

交通誘導(dǎo)信息室外LED顯示，根據(jù)道路交通管理的要求和交通誘導(dǎo)信息發(fā)布顯示的實(shí)際情況，在具體的使用功能上具有以下特點(diǎn)：高亮度，視角合理；顯示顏色以紅、綠、黃為主；顯示亮度自動可調(diào)；全天候工作，環(huán)境條件復(fù)雜；遠(yuǎn)程控制，智能檢測；安全性、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性要求高。

第三節(jié) LED道路應(yīng)用價(jià)格趨勢 分析

1、LED路燈

LED路燈價(jià)格在未來一兩年內(nèi)價(jià)格不會出現(xiàn)太大變化，以穩(wěn)定為主。

2、LED高速公路顯示屏

預(yù)測在未來5年時(shí)間內(nèi)，采用基于LED技術(shù)的顯示屏，其光源單體成本將可能從現(xiàn)在的10～20美元降低到只有2美元產(chǎn)品，預(yù)計(jì)售價(jià)將會降低高達(dá)80%，并且該類產(chǎn)品目前已經(jīng)獲得來自美國安全光照設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可。

3、LED交通信號燈

LED交通信號燈價(jià)格可能出現(xiàn)降低的趨勢，傳統(tǒng)的LED道路交通信號燈因LED數(shù)量太多,造成失效機(jī)率增大,雖比鎢絲燈泡型道路交通信號燈有了較大的改進(jìn),但造價(jià)高、維修不便、始終困擾著各大城市的市政交通技改工程，現(xiàn)在這一狀況已經(jīng)得到改進(jìn)，未來隨著技術(shù)方面的不斷進(jìn)步，LED數(shù)量減少，則交通信號燈整體價(jià)格將呈下降的趨勢。

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