影響道路照明質(zhì)量的要素

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間: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、可靠的視覺環(huán)境。在夜間道路使用者中，由于機(jī)動車速度快，發(fā)生事故的后果嚴(yán)重，所以需要首先保證機(jī)動車駕駛員的視覺作業(yè)需求。而道路照明的質(zhì)量與駕駛員視覺可靠性之間存在密切關(guān)系，LED照明品牌，如果視覺可靠性得到改善，必然減少事故發(fā)生。 因此，評價道路照明質(zhì)量的優(yōu)劣，首先要從影響駕駛員視覺可靠性的基本因素和要求出發(fā)。

視覺可靠性包含兩個方面：視功能和視覺舒適。

 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，即視覺的生理作用是否處于正常狀態(tài)。視覺舒適是指在道路照明產(chǎn)生的視覺環(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比；

車道路面與觀察到的環(huán)境之間的亮度對比；

觀察物體的有效時間；

眩光程度等。

    根據(jù)上述因素，下面分幾個方面討論駕駛員的視覺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

    一個物體之所以能被看見，引起視覺反應(yīng)。是由于其表面發(fā)射的光線進(jìn)入了觀察者的眼睛，進(jìn)入的光線越多，視覺知覺就越強(qiáng)。道路表面上的照度，電工照明，是作為觀察對象的道路表面單位面積上接收的光線數(shù)量，它不能直接給出觀察者視覺知覺的強(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知覺的強(qiáng)弱。實際的道路表面是一種介于漫反射和定向反射之間的表面，這類表面上某一點的亮度，是該點照度和光線入射角、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，由于相對于觀察者位置的不同，其亮度也不同。

因此，對于使用者來說，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，并不反映路面對這些光線的反射情況，因此它不是一個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，只有基于亮度概念上建立的各種照明參數(shù)，才能很好的滿足視覺。

國際上自1940年開始以亮度來評價道路照明系統(tǒng)，70年代又增加了可見度、識別幾率等視功能指標(biāo)來綜合評價，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：

    要能看見并分辨一個物體就，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，所以顏色的視覺較貧乏。而對于駕駛員來說，所必須獲取的視覺信息是能在背景（路面）上發(fā)覺障礙物的存在，不同時由于人眼對物體與背景間的亮度差別，比顏色差別更容易區(qū)別。所以引出了亮度對比度這一概念，其定義為：

式中：

C—亮度對比度

Lb—背景亮度

Lo—物體亮度

    如果物體比背景暗，這個對比度可稱之為負(fù)對比度，反之則稱為正對比度，恒光電器，道路照明一般產(chǎn)生負(fù)對比度。因為在明亮背景上的一個黑影，比暗背景上的一個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Lb的道路上，一個為Lo的物體在視覺上可能出現(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。道路照明通常以滿足Lo<Lb為原則。因為Lo>Lb則Ev值必然高，Ev值高就很容易引起眩光。

    由此可見，增加背景亮度或減少垂直面照度，能提高亮度對比度。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就可以作為評價道路照明質(zhì)量的一個重要參數(shù)。

2、 均勻度：

為滿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，最差的對比度往往出現(xiàn)在路面亮度低的區(qū)域，以致不易識別出在這些區(qū)域里的障礙物。同時，當(dāng)駕駛員觀察道路較暗的部分時，較亮的部分作為眩光源也會對視功能產(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)，這對視覺可靠性來說同樣是十分重要的參數(shù)。

3、 眩光：

    眩光作用會導(dǎo)致識別能力下降，這是由于光在人眼里發(fā)生散射所造成的。在沒有眩光時，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，這時的視覺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，這個眩光源的光線也會進(jìn)入眼睛，但這部分光線不會被聚焦，會在眼睛里部分的散射。這部分散射光落到視網(wǎng)膜上，就好像在原來清晰的影像上疊加了一層光亮的幕。

這層幕的亮度稱為等效光幕亮度，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個眩光源在眼睛（與視線相垂直的平面）上產(chǎn)生的照度

θi—從第i個眩光源來的光線方向與視線方向間的夾角

由于這層光幕的存在，導(dǎo)致識別能力降低。這是因為在原來的兩個亮度（Lo和Lb）上，LED照明工程，每個都加上了等效光幕亮度Lv，產(chǎn)業(yè)資訊，形成了新的對比度。

可用下面兩式說明：

A、由于有效背景亮度增加，剛好可以看見物體的亮度對比度即閾值對比度Cth減小，識別能力提高。

式中：Lbeff—有效背景亮度

B、有效對比度減小

式中：Ceff—有效亮度對比度