影響道路照明質(zhì)量的要素

文章來(lái)源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-04-11

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 道路照明的主要作用是保障夜間交通安全,，為道路使用者提供舒適,、可靠的視覺(jué)環(huán)境。在夜間道路使用者中,，由于機(jī)動(dòng)車(chē)速度快,，發(fā)生事故的后果嚴(yán)重，所以需要首先保證機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員的視覺(jué)作業(yè)需求,。而道路照明的質(zhì)量與駕駛員視覺(jué)可靠性之間存在密切關(guān)系,，LED照明品牌，如果視覺(jué)可靠性得到改善,，必然減少事故發(fā)生,。 因此，評(píng)價(jià)道路照明質(zhì)量的優(yōu)劣,，首先要從影響駕駛員視覺(jué)可靠性的基本因素和要求出發(fā),。

視覺(jué)可靠性包含兩個(gè)方面：視功能和視覺(jué)舒適。

 視功能是指駕駛員在他的視野中看清物體及其變化的功能,，即視覺(jué)的生理作用是否處于正常狀態(tài),。視覺(jué)舒適是指在道路照明產(chǎn)生的視覺(jué)環(huán)境中，駕駛員在心理上是否感到舒適,。

直接影響駕駛員視覺(jué)可靠性的基本因素有如下幾條：

路面或道路附近的物體亮度,；

道路背景的普遍亮度；

辨認(rèn)物體和細(xì)部的尺寸,；

物體與背景之間的亮度對(duì)比,；

車(chē)道路面與觀察到的環(huán)境之間的亮度對(duì)比；

觀察物體的有效時(shí)間,；

眩光程度等,。

    根據(jù)上述因素，下面分幾個(gè)方面討論駕駛員的視覺(jué)可靠性與道路照明參數(shù)之間的各種關(guān)系,，從而確定影響道路照明質(zhì)量的因素和要求,。

一、 建立照明參數(shù)的基礎(chǔ)——亮度

    一個(gè)物體之所以能被看見(jiàn),，引起視覺(jué)反應(yīng),。是由于其表面發(fā)射的光線(xiàn)進(jìn)入了觀察者的眼睛，進(jìn)入的光線(xiàn)越多,，視覺(jué)知覺(jué)就越強(qiáng),。道路表面上的照度，電工照明,，是作為觀察對(duì)象的道路表面單位面積上接收的光線(xiàn)數(shù)量,，它不能直接給出觀察者視覺(jué)知覺(jué)的強(qiáng)弱。

    只有道路表面的亮度的高低,，才能直接正比于觀察者視覺(jué)知覺(jué)的強(qiáng)弱,。實(shí)際的道路表面是一種介于漫反射和定向反射之間的表面,，這類(lèi)表面上某一點(diǎn)的亮度，是該點(diǎn)照度和光線(xiàn)入射角,、表面反射特性以及觀察方位角的函數(shù),。所以路面上即使是照度相同的不同點(diǎn)，由于相對(duì)于觀察者位置的不同,，其亮度也不同,。

因此，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō),，道路表面的明暗不直接決定于照度,，而決定于亮度。道路表面的照度只反映了路面接受光通量的情況,，并不反映路面對(duì)這些光線(xiàn)的反射情況,，因此它不是一個(gè)直接反映道路照明質(zhì)量的量。而直接影響駕駛員視功能的是在他視野范圍內(nèi)存在的各種亮度圖案,。

    由此可見(jiàn),，只有基于亮度概念上建立的各種照明參數(shù)，才能很好的滿(mǎn)足視覺(jué),。

國(guó)際上自1940年開(kāi)始以亮度來(lái)評(píng)價(jià)道路照明系統(tǒng)，70年代又增加了可見(jiàn)度,、識(shí)別幾率等視功能指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)價(jià),，以求更客觀更完整準(zhǔn)確的反映道路照明的質(zhì)量。

二,、 視功能

1,、 照明水平：

    要能看見(jiàn)并分辨一個(gè)物體就，就需要物體與背景間存在一定的亮度區(qū)別,。在一般的道路上,，照明水平較低，所以顏色的視覺(jué)較貧乏,。而對(duì)于駕駛員來(lái)說(shuō),，所必須獲取的視覺(jué)信息是能在背景（路面）上發(fā)覺(jué)障礙物的存在，不同時(shí)由于人眼對(duì)物體與背景間的亮度差別,，比顏色差別更容易區(qū)別,。所以引出了亮度對(duì)比度這一概念，其定義為：

式中：

C—亮度對(duì)比度

Lb—背景亮度

Lo—物體亮度

    如果物體比背景暗,，這個(gè)對(duì)比度可稱(chēng)之為負(fù)對(duì)比度,，反之則稱(chēng)為正對(duì)比度，恒光電器,，道路照明一般產(chǎn)生負(fù)對(duì)比度,。因?yàn)樵诿髁帘尘吧系囊粋�(gè)黑影,，比暗背景上的一個(gè)明亮物體更容易被發(fā)現(xiàn)，駕駛員只要能看到障礙物的輪廓并判斷其方向就行了,，并不需要了解細(xì)節(jié),。

路面上一個(gè)物體的亮度Lo與它表面漫反射率RO和它垂直面上的照度Ev的乘積成正比。

在亮度為L(zhǎng)b的道路上,，一個(gè)為L(zhǎng)o的物體在視覺(jué)上可能出現(xiàn)下列三種情況：

A,、 Lo<Lb，可以明亮的背景上看到黑影,；

B,、 Lo=Lb，二者融合,，不能區(qū)別,；

C、 Lo>Lb,，可以看到明亮的影子,。

顯然，第二種情況應(yīng)該避免,。道路照明通常以滿(mǎn)足Lo<Lb為原則,。因?yàn)長(zhǎng)o>Lb則Ev值必然高，Ev值高就很容易引起眩光,。

    由此可見(jiàn),，增加背景亮度或減少垂直面照度，能提高亮度對(duì)比度,。從而影響視功能,。在控制垂直照度的條件下，路面的平均亮度Lav就可以作為評(píng)價(jià)道路照明質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù),。

2,、 均勻度：

為滿(mǎn)足駕駛員的視功能需求，不僅要有一定的路面平均亮度,，而且要求路面亮度分布要有一定的均勻度,。這就是影響照明質(zhì)量的第二個(gè)參數(shù)——亮度總均勻度Uo，店鋪照明,，其定義為：

式中：

Uo—亮度總均勻度

Lmin—路面最小亮度

Lav—路面平均亮度

在一般情況下,，最差的對(duì)比度往往出現(xiàn)在路面亮度低的區(qū)域，以致不易識(shí)別出在這些區(qū)域里的障礙物,。同時(shí),，當(dāng)駕駛員觀察道路較暗的部分時(shí)，較亮的部分作為眩光源也會(huì)對(duì)視功能產(chǎn)生影響,。因此需要確定路面最小亮度和平均亮度之間的比值,，即亮度總均勻度Uo,，照明資質(zhì)，這對(duì)視覺(jué)可靠性來(lái)說(shuō)同樣是十分重要的參數(shù),。

3,、 眩光：

    眩光作用會(huì)導(dǎo)致識(shí)別能力下降，這是由于光在人眼里發(fā)生散射所造成的,。在沒(méi)有眩光時(shí),，位于駕駛員視野正方向上景物的影像，清楚的聚焦在眼睛的視網(wǎng)膜上,，這時(shí)的視覺(jué)靈敏度與景物的亮度成正比,。

若在偏離視野正方向的位置上有一眩光源，這個(gè)眩光源的光線(xiàn)也會(huì)進(jìn)入眼睛,，但這部分光線(xiàn)不會(huì)被聚焦,，會(huì)在眼睛里部分的散射。這部分散射光落到視網(wǎng)膜上,，就好像在原來(lái)清晰的影像上疊加了一層光亮的幕,。

這層幕的亮度稱(chēng)為等效光幕亮度，恒光,，可用如下公式求得:

式中：

Lv—等效光幕亮度

K—年齡因素（平均值=10）

Ei—第i個(gè)眩光源在眼睛（與視線(xiàn)相垂直的平面）上產(chǎn)生的照度

θi—從第i個(gè)眩光源來(lái)的光線(xiàn)方向與視線(xiàn)方向間的夾角

由于這層光幕的存在,，導(dǎo)致識(shí)別能力降低。這是因?yàn)樵谠瓉?lái)的兩個(gè)亮度（Lo和Lb）上,，LED照明工程,，每個(gè)都加上了等效光幕亮度Lv，產(chǎn)業(yè)資訊,，形成了新的對(duì)比度。

可用下面兩式說(shuō)明：

A,、由于有效背景亮度增加,，剛好可以看見(jiàn)物體的亮度對(duì)比度即閾值對(duì)比度Cth減小，識(shí)別能力提高,。

式中：Lbeff—有效背景亮度

B,、有效對(duì)比度減小

式中：Ceff—有效亮度對(duì)比度