에너지 절감을 위한 VMS LED 모듈 최적화 연구 = The Study on the optimized LED module of VMS for saving energy

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Variable message signs(VMS) in use are being displaying with the LED device as the luminous source, and it is a recent trend to be changed from the Lamp type to the Surface-Mount Devices(SMD) type. The LED device leads to get VMS display brightly and clearly, leading to have visibility and legibility better than the existing VMS. However, the lights which display off the road, the unnecessary energy, might have negative effect on ecosystem. This study developed the way of getting the lights be displayed only to drivers without the unnecessary energy and estimated the energy efficiency of the development by the optical testing. As a result, this study showed that the energy consumption of the developed display device appeared to decrease by about 36.1% compared to the existing device. Also the upward and downward angle of the lights changed from an angle of 24º to 0ºand from an angle of -24º to -11º, respectively. Therefore, it anticipates that the developed device would benefit highway safety due to an improvement in visibility and legibility compared to the existing VMS and the energy consumption would be less lower than the existing VMS.

국문 초록 (Abstract)

도로전광표지(Variable Message Signs, VMS)의 발광 소자는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원으로 하고있으며 램프 타입에서 칩 형태인 SMD(Surface-Mount Devices) 타입으로 변화하고 있는 추세이다. 이러한 LED 소자의 기술적 진보는 도로이용자에게 보다 밝고 선명한 광원으로 정보를 제공해 주기 때문에 과거보다 운전자의 시인성 및 판독성에 유리하다. 하지만 도로 이용자에게만 표출되어야 할 빛이 도로 이외의 영역(좌・우 및 상향)까지 비추어짐으로써 에너지가 낭비되는결과로 이어지며, 간접적으로 생태계에까지 악영향을 초래할 수 있는 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 도로 이외의 영역에까지 비치는 도로전광표지의 빛을 가능한 도로 이용자에게만 표출할 수 있도록 광학 테스트를 통해 광원 표출 분포 및 에너지효율성을 측정하여 최적의 조사각을 제시하여 에너지 절감 및 빛 공해 최소화(이른바 환경친화적 LED)를 궁극적인 목표로 설정하였다. 본 연구에서는 상・하향 24º표출되었던 기존 도로전광표지의 LED 조사각을 운전자가 필요로 하는 판독 최소거리를 만족하는 조건에서 상향 0º, 하향 11º최적화하였고, 광학테스트를 통해 기존 도로전광표지 전력소모량 대비 약 36.1%가 절감되는 것으로 도출되었다. 궁극적으로 본 연구결과가 실제 현장에 설치된다면 현재 사용되고 있는 도로전광표지보다 표출 정보의판독성이 향상되어 운전자의 정보 판독 거리를 늘려 안전운전에 도움을 줄 수 있으며 소비 전력을 줄여 국가 예산을 절감할 수있을 것으로 기대한다.

참고문헌 (Reference)

1 임천석, "현대광공학(기하 광학과 렌즈 설계를 중심으로)" 2007

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3 한국건설기술연구원, "송도국제도시 도로표지판 실시설 계 및 제작설치(시범사업)용역"

4 환경부, "빛공해 관리방안 마련을 위한 실태조사 최종 보고서" 2009

5 국토해양부, "도로표지관련 규정집"

6 국토해양부, "국도 ITS 업무 효율성 극대화 방안 연구" 2009

7 한국교통연구원, "가변전광표지(VMS) 설치 및 운영 방안 연구" 2008

8 William B, "The Optical Design of Reflector" TLA Lighting Consultants, Inc 1989

9 Gudmundur F.Ulfarsson, "The Effect of variable message and speed limit signs on mean speeds and speed deviations" 1 (1): 2005

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