影響道路照明質量的要素

文章來源:恒光電器

發布時間: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、可靠的視覺環境。在夜間道路使用者中，由于機動車速度快，發生事故的后果嚴重，所以需要首先保證機動車駕駛員的視覺作業需求。而道路照明的質量與駕駛員視覺可靠性之間存在密切關系，LED照明品牌，如果視覺可靠性得到改善，必然減少事故發生。 因此，評價道路照明質量的優劣，首先要從影響駕駛員視覺可靠性的基本因素和要求出發。

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。視覺舒適是指在道路照明產生的視覺環境中，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；

辨認物體和細部的尺寸；

物體與背景之間的亮度對比；

車道路面與觀察到的環境之間的亮度對比；

觀察物體的有效時間；

眩光程度等。

    根據上述因素，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之間的各種關系，從而確定影響道路照明質量的因素和要求。

一、 建立照明參數的基礎——亮度

    一個物體之所以能被看見，引起視覺反應。是由于其表面發射的光線進入了觀察者的眼睛，進入的光線越多，視覺知覺就越強。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量，它不能直接給出觀察者視覺知覺的強弱。

    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。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量的量。而直接影響駕駛員視功能的是在他視野范圍內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，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，70年代又增加了可見度、識別幾率等視功能指標來綜合評價，以求更客觀更完整準確的反映道路照明的質量。

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對比度，反之則稱為正對比度，恒光電器，道路照明一般產生負對比度。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現，駕駛員只要能看到障礙物的輪廓并判斷其方向就行了，并不需要了解細節。

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，不能區別；

C、 Lo>Lb，可以看到明亮的影子。

顯然，第二種情況應該避免。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量的一個重要參數。

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。這就是影響照明質量的第二個參數——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在路面亮度低的區域，以致不易識別出在這些區域里的障礙物。同時，當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，這對視覺可靠性來說同樣是十分重要的參數。

3、 眩光：

    眩光作用會導致識別能力下降，這是由于光在人眼里發生散射所造成的。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，產業資訊，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