- Étude de cas

Évaluation de la technologie de signalisation intermittente pour la ville de Charlotte

En 2016, le Ministère des Transports de la ville de Charlotte (CDOT: City of Charlotte Department of Transportation) a effectué une évaluation des différents panneaux de signalisation intermittente disponibles sur le marché et depuis, le CDOT a toujours fait affaire avec le même fabricant. Sachant que la technologie a évolué au cours des dernières années, le CDOT a décidé d’effectuer une nouvelle évaluation des produits de signalisation intermittente. Les résultats de cette évaluation technique fourniront au CDOT des critères afin de sélectionner un fabricant pour de futurs achats de panneaux de signalisation intermittente. 

Étude fait par le Ministère des Transports de la ville de Charlotte

 

Déclaration d’intention

En 2016, le Ministère des Transports de la ville de Charlotte (CDOT: City of Charlotte Department of Transportation) a effectué une évaluation des différents panneaux de signalisation intermittente disponibles sur le marché et depuis, le CDOT a toujours fait affaire avec le même fabricant. Sachant que la technologie a évolué au cours des dernières années, le CDOT a décidé d’effectuer une nouvelle évaluation des produits de signalisation intermittente. Les résultats de cette évaluation technique fourniront au CDOT des critères afin de sélectionner un fabricant pour de futurs achats de panneaux de signalisation intermittente. 

 

Processus d’évaluation

Le CDOT a travaillé de pair avec le Service d’approvisionnement de la ville afin d’émettre un appel d’offres à l’échelle du pays. L’appel d’offres comprenait certaines spécificités à respecter en ce qui concerne les panneaux ainsi que l’obligation de fournir un échantillon pour les tests. Les spécificités comprenaient quelques préférences particulières du CDOT telles que la hauteur du symbole, l’apparence générale du panneau ainsi que sa taille. Le CDOT a laissé au fabricant le soin de fournir les spécifications propres à leur produit, telles que la façon dont le panneau est alimenté.

 

Matériel à évaluer

 Des panneaux en guise d’échantillons provenant de quatre différents fabricants ont été reçus avant la date et l’heure spécifiée dans l’appel d’offres.

  • National Sign and Signal
  • Orange Traffic
  • SESA
  • Signal-Tech (deux panneaux reçus)

 

Critères d’évaluation et résultats de rendement

Les critères d’évaluation sont les suivants:

  • inspections interne et externe des panneaux;
  • éclairage en continu et clignotement intermittent pour tester les ampoules à DEL;
  • facilité d’installation;
  • lisibilité du panneau de jour et de nuit à des distances de 150, 250 et 400 pieds;
  • conforme aux spécificités requises par le CDOT.

Des points ont été attribués à chaque panneau en fonction de ses performances; 1 étant un échec et 5 étant excellent.

Les cinq panneaux reçus ont également été évalués en fonction des descriptions suivantes fournies dans l’appel d’offres :

  1. 25. Évaluation initiale des échantillons: Sur réception des échantillons, un comité d’employés de la Ville (le «comité d’évaluation») procédera à une évaluation initiale afin de déterminer la conformité de chaque échantillon selon les spécifications énumérées à la section 4 du présent appel d’offres.

La phase initiale de l’évaluation consistera à tester et à évaluer chaque échantillon pour une période d’approximativement soixante (60) jours. Les critères d’évaluation comprennent, mais sans s’y limiter :

  • le rendement des tests effectués sur le terrain;
  • l’inspection interne et externe des panneaux;
  • la facilité d’installation incluant le poids relatif du produit;
  • l’apparence du panneau lorsqu’illuminé;
  • la redondance de la source lumineuse.

 

Inspections interne et externe

Le personnel du CDOT ainsi que du Service d’approvisionnement de la ville a déballé les échantillons reçus afin de procéder aux inspections interne et externe de chaque panneau.

National Sign and Signal: Ce panneau possède une étroite visière. La dimension du panneau, à l’intérieur de la visière, est de 24 po x 30 po, la lentille étant elle-même plus petite de ¾ po. L’extérieur du panneau est en métal noir et est muni de deux loquets à bascule afin de sécuriser le boîtier. À l’intérieur du boîtier se trouve un système de câblage simple composé de deux ballasts ayant chacun un signal respectif. Les ballasts sont montés sur les côtés du boîtier sous un revêtement protecteur, permettant de voir clairement l’intérieur du panneau. Cela dit, le remplacement de ces ballasts ne serait pas tâche facile, car les vis maintenant le revêtement protecteur en place sont difficiles d’accès. La cellule photoélectrique est grande et est située sur le coin supérieur droit du boîtier. Elle a toutefois échoué dans le contrôle de la luminosité du message affiché. Les espacements et les tailles figurant sur la façade du panneau respectent les spécificités requises.

SESA: Les ampoules à DEL sont encastrées dans la façade du panneau qui n’est pas protégée d’un revêtement. Chaque œillet des ampoules à DEL devient alors une source possible d’infiltration d’eau. L’extérieur du panneau est en métal noir et une clé triangulaire spéciale est nécessaire afin de sécuriser la façade du panneau au boîtier. L’intérieur du panneau contient un câblage à découvert pour chaque DEL et des ampoules supplémentaires sont fixées à l’arrière de la façade. Trois interrupteurs à bascule permettant de changer le message affiché s’y trouvent également. Parmi les échantillons soumis, ce panneau est celui qui présente le câblage le plus complexe. Trois cellules photoélectriques sont placées vers le centre de la façade du panneau et le contrôle de la luminosité fonctionne correctement. Les espacements et les tailles figurant sur la façade du panneau respectent les spécificités requises sauf l’espacement entre « Right » et « Turn » (virage à droite) dont la mesure se situe sous le seuil minimal de 2 pouces.

Orange Traffic: Ce panneau possède une large visière permettant de réduire les reflets du soleil sur sa façade. La cellule photoélectrique est située vers le haut de la façade du panneau et le contrôle de la luminosité du message affiché se fait automatiquement. La dimension intérieure de la façade du panneau est de 30 po x 36 po. La façade respecte toutes les spécificités requises sauf l’espacement entre « Right » et « Turn » (virage à droite). L’extérieur est en métal noir et est muni de deux loquets à bascule afin de sécuriser le boîtier. L’intérieur du panneau utilise un système de cartes remplaçables à chaud afin d’alimenter les messages affichés, permettant des réparations rapides et efficaces.

Signal Tech: Ces panneaux ne possèdent pas de visière. L’extérieur est en métal noir et est muni de deux loquets à bascule afin de sécuriser le boîtier. À l’intérieur du panneau se trouve un câblage simple ainsi qu’un ensemble d’unités d’alimentation redondantes pour chacun des deux messages. Les cellules photoélectriques sont situées dans la façade du panneau et le contrôle automatique de la luminosité du message affiché se fait de manière très subtile sur une période plutôt longue. Le contrôle manuel de la luminosité nécessite un boîtier externe supplémentaire connecté au panneau. Le contrôle s’effectue alors à partir de DIP switchs (interrupteurs placés dans un boîtier de circuit intégré) installés à l’intérieur du panneau. Au niveau technique, cette dernière caractéristique respecte les spécificités requises, telles qu’écrites, mais cette fonctionnalité était destinée à être utilisée par l’équipe terrain afin d’effectuer des ajustements au contrôle automatique de la luminosité au besoin, et non comme une fonctionnalité distincte du contrôle automatique. Lorsque les faces du panneau ont été comparées aux spécifications requises, le symbole « Cédez-le-passage » s’est avéré être sous les dimensions prescrites, ainsi que l’espacement vertical entre les mots dans le message « No Turn On Red » (virage à droite interdit au feu rouge).

Figure 1: L’équipe du CDOT prépare les câbles de signal pour l’évaluation.

 

Installation et configuration sur le terrain 

L’appel d’offres spécifiait que les panneaux échantillons devaient être équipés d’un support afin de faciliter l’installation sur les câbles aériens. Les panneaux ont été suspendus au câble prévu pour les tests et branchés à un coffret de contrôle également prévu à cet effet, sur les installations des opérations du transport du CDOT.

 

Figure 2: Utilisation d’une grue avec godet afin de suspendre les panneaux de signalisation intermittente et de réparer les problèmes initiaux des panneaux National Sign and Signal et SESA

Le panneau de National Sign and Signal venait avec un support d’installation déjà intégré. Le panneau fut facilement suspendu au câble aérien et possède une petite visière permettant de réduire les reflets du soleil sur sa façade. Le bornier pour la connexion électrique est très proche du dessous du panneau, rendant la connexion légèrement difficile à établir. Ce panneau ne fonctionnait pas adéquatement une fois branchée au coffret de contrôle. Seul un message apparaissait. Après avoir communiqué avec le fabricant, un représentant technique fut envoyé sur place. Ce dernier confirma que l’un des deux ballasts ne fonctionnait pas, ayant sans doute été endommagé lors de la livraison. Par le temps que le représentant arrive sur le terrain, aucun des deux messages ne fonctionnait. Le représentant revint quelques jours plus tard, demanda de descendre le panneau du câble aérien, fit des réparations, et finalement, le panneau fonctionna avec succès. Le panneau pèse au total 65 livres. 

Le panneau de SESA venait avec un support d’installation déjà intégré. Le panneau fut facilement suspendu au câble aérien et ne possède pas de visière. Toutefois, en raison d’une mauvaise compréhension d’une formulation dans l’appel d’offres, le panneau n’était pas câblé, donc impossible d’être alimenté par le coffret de contrôle. Après avoir communiqué avec le fabricant, un représentant des ventes vint sur place et réussit à changer une pièce au sein du boîtier, permettant ainsi au panneau de se brancher au coffret de contrôle. L’ouverture du boîtier, lorsque suspendu au câble aérien, fit basculer le panneau, obligeant le représentant des ventes de faire descendre le panneau du câble aérien afin d’y effectuer les réparations. Le panneau SESA pèse 60 livres.

Le panneau de Orange Traffic venait avec un support d’installation déjà intégré. Le panneau fut facilement suspendu au câble aérien et fonctionna adéquatement une fois branché au coffret de contrôle. À 80 livres, le panneau de Orange Traffic est le plus lourd des panneaux reçus.

Le support d’installation pour le panneau de Signal Tech fut livré séparément. L’un des panneaux avait deux anses intégrées sur son dessus afin d’y attacher un support. Ce faisant, le positionnement du panneau dépend exclusivement de l’angle du câble aérien, ne pouvant pas être ajusté autrement que perpendiculaire au câble. L’autre panneau ne comportait aucun moyen de fixer le support. Aucun des deux panneaux n’avait un trou afin d’y brancher un câble d’alimentation. En raison d’une mauvaise compréhension d’une formulation dans l’appel d’offres, le fabricant a présumé que le CDOT assumerait l’installation des supports pour le câble aérien. Un représentant de Signal Tech vint immédiatement sur place afin d’installer un support sur les deux panneaux et d’y percer des trous pour le câble d’alimentation. Les deux panneaux furent ensuite suspendus au câble aérien et branchés au coffret de contrôle; les deux panneaux fonctionnèrent alors adéquatement. Le représentant a également spécifié qu’un unique col-de-cygne ne suffirait pas à prévenir les infiltrations d’eau et d’humidité et que le panneau devrait être complètement scellé afin de fonctionner adéquatement. Le panneau a support simple pèse 60 livres et le panneau a support double pèse 65 livres.

 

Figure 3: Panneaux présentant les deux messages; National, SESA, Orange Traffic, et Signal Tech

 

Lisibilité et alignement, de jour et de nuit

Les cinq panneaux ont été observés à des distances de 150, 250 et 400 pieds, de jour et de nuit. Les panneaux ont été évalués en fonction de leur lisibilité et de leur rendement lorsque l’alignement n’est pas centré et que les panneaux sont observés de biais à un angle supérieur à 25 degrés.

Les panneaux étaient très lisibles à une distance de 150 pieds dans les tests de jour et de nuit. Sur cette courte distance, les symboles « Cédez-le-passage » et « Piétons » de SESA n’apparaissaient pas aussi clairement que ces mêmes symboles chez les autres fabricants. À 250 pieds de distance, le panneau de National Sign and Signal (NSS) a commencé à avoir des problèmes de reflets et les symboles affichés semblaient embrouillés lors du test de jour. Pendant les tests de nuit à 250 et 400 pieds de distance, les symboles de NSS et de SESA étaient si lumineux qu’ils apparaissaient comme une seule tache non lisible. L’affichage texte du panneau Orange Traffic est resté lisible à toutes les distances, mais l’affichage avec symboles devenait difficile à lire à 400 pieds de distance. L’affichage texte des panneaux Signal Tech était également lisible à une distance de 400 pieds, mais l’espacement serré entre les mots provoquait un léger embrouillement. Le panneau Orange Traffic a surpassé les autres panneaux dans les tests de lisibilité obtenant toujours les résultats les plus élevés sauf pour le test de l’affichage de symbole de jour à 400 pieds, pour lequel le panneau de Signal Tech obtint un meilleur résultat.

Lorsqu’observé de biais pour le test d’alignement, l’affichage de Orange Traffic n’a démontré aucun problème. L’affichage de Signal Tech ne s’est pas estompé, mais les ampoules à DEL apparaissaient jaunâtres. L’affichage de National Sign and Signal perdait de son intensité et celui de SESA faiblissait drastiquement lorsqu’observé de biais.

 

Figure 4: Panneaux illuminés à 150 pieds; National, SESA, Orange Traffic and Signal Tech

 

Figure 5: Lisibilité de nuit de l’affichage texte à 150 pieds; National, SESA, Orange Traffic, Signal Tech (2)

 

Éclairage en continu et clignotement intermittent

Ce critère est basé sur la durabilité des ampoules à DEL et la façon dont le panneau est câblé pour une utilisation continue à des intersections signalisées. Les panneaux sont branchés à un coffret de contrôle. Le contrôleur au sein du coffret alterne les messages pour une période d’environ trente jours.

Suite aux réparations initiales, tous les panneaux ont bien fonctionné pour la période d’évaluation de 30 jours. Les deux panneaux de Signal Tech ont démontré une faiblesse lors du test de clignotement intermittent. Lorsque l’affichage « Cédez-le-passage » alternait pour l’affichage « Piétons », plusieurs des ampoules à DEL rouges du symbole « Cédez-le passage » restaient illuminés une seconde de plus que le reste de l’affichage et il apparaissait avec un léger délai lorsqu’activé, en comparaison aux autres panneaux.

 

Figure 6: Lisibilité de nuit de l’affichage avec symboles à 150 pieds; National, SESA, Orange Traffic, Signal Tech (2)

 

Conclusion

Après avoir évalué les panneaux de signalisation intermittente selon différents critères, le panneau de Orange Traffic a clairement surpassé toutes les autres soumissions. Il a reçu les meilleurs résultats de lisibilité dans presque toutes les conditions, selon les angles et les distances, et était le seul échantillon entièrement fonctionnel dès sa réception. Le système de cartes remplaçables à chaud alimentant les messages affichés permet des réparations rapides et efficaces en comparaison aux autres échantillons. Tous les autres panneaux présentaient des problèmes que le comité d’évaluation a jugé suffisamment graves pour justifier leur retrait. Les problèmes rencontrés pour chacun des panneaux sont expliqués ci-dessous :

National Sign and Signal : Les problèmes les plus importants de cet échantillon sont la lisibilité de nuit et le fonctionnement insuffisant du contrôle de la luminosité. Ces imperfections sont considérables, car la plainte la plus fréquente concernant nos panneaux de signalisation intermittente actuellement déployés est la difficulté pour les personnes âgées à lire les panneaux la nuit en raison de leur luminosité excessive rendant le message flou. La nuit, le panneau devenait très difficile à lire au-delà de 150 pieds et était illisible à 400 pieds. Les techniciens ont également trouvé que les ballasts ainsi que leurs revêtements protecteurs étaient difficiles à retirer et à remplacer lorsque le panneau est suspendu au câble aérien. Devoir descendre le panneau à chaque fois qu’il nécessite des réparations est un défaut majeur.

SESA : Ce panneau a connu de nombreux problèmes tout au long de l’évaluation. Le plus grand défaut est l’affaiblissement drastique du message affiché lorsqu’observé de biais. Le câblage complexe à l’intérieur du boîtier, la clé spéciale pour ouvrir le boîtier ainsi que le basculement prononcé du panneau lorsque la porte du boîtier est ouverte, rendent les réparations difficiles lorsque le panneau est suspendu au câble aérien. Le panneau devra sans doute être descendu pour réparation dans la plupart des cas. Lors du test de lisibilité de nuit, la luminosité de l’affichage rendait le message difficile à lire à 150 et à 250 pieds, et devenait complètement illisible à 400 pieds de distance.

Signal Tech : L’exigence que le panneau soit complètement scellé ajouterait une quantité considérable de travail au processus d’installation et consiste en un point de défaillance supplémentaire. Le contrôle de la luminosité manuel permet d’ajuster la luminosité maximale du contrôle automatique, mais une fois la fonction manuelle activée, la fonction de contrôle automatique ne fonctionne plus. Le panneau a également montré un délai lors de l’activation de l’affichage et les ampoules à DEL rouge restaient illuminées une seconde ou deux suivant la désactivation de l’affichage. Les espacements verticaux ne respectant pas le seuil minimal requis de l’affichage texte réduisent la lisibilité de nuit du message. Les parois du symbole « Cédez-le-passage » ne sont pas assez larges.

 

 

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