道路照明的評(píng)價(jià)指標(biāo)

1、道路照明的評(píng)價(jià)指標(biāo)在對(duì)駕駛員的視覺(jué)作業(yè)特點(diǎn)及所需的視覺(jué)信息進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)人類(lèi)視感 官系統(tǒng)的原理以及在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)駕駛員在各種照明條件下的功能所進(jìn)行的研究結(jié)果，并 結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)出了道路照明的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，即逍路照明應(yīng)滿(mǎn)足的技術(shù)指標(biāo)。一、道路照明的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)（-）路面平均亮度（L-）在道路照明中，駕駛員觀察路面障礙物的背景主要是駕駛員前方的路而。因此，障礙 物本身的表而和路而之間至少要有一左的、最低限度的亮度差（對(duì)比）才能察覺(jué)到障礙物。 所需的對(duì)比值取決于視角及觀察者視場(chǎng)中的亮度分布，后者決左觀察者眼睛的適應(yīng)條件。視 角越大（當(dāng)觀察者至障礙物的距離不變時(shí)，障礙物越大），路而亮度

2、越髙沒(méi)眼睛的對(duì)比靈敏 度越高，覺(jué)察障礙物的機(jī)會(huì)也就越大。因此，提髙路而平均亮度（或照度）值將有利于提高 駕駛員覺(jué)察（障礙物）的可靠性。平均亮度水平也宜接影響到駕駛員的視覺(jué)舒適程度。平均 亮度越髙（但需保持在產(chǎn)生眩光的亮度水平以下），駕駛員就越舒適。（二）路面亮度均勻度路而亮度均勻度包括亮度總均勻度和亮度縱向均勻度。1、總均勻度（UO）道路照明設(shè)施，即使能為路面提供良好的平均亮度，但也可能在路而上某些區(qū)域產(chǎn)生 很低的亮度，因而在這些區(qū)域里對(duì)比值低、閾值對(duì)比高。同時(shí)，視場(chǎng)中大的亮度差，也會(huì)導(dǎo) 致眼睛的對(duì)比靈敏度下降和引起所謂瞬時(shí)適應(yīng)問(wèn)題，以致不易覺(jué)察出在這些較暗區(qū)域里的障 礙物。因此，為了使路面上

3、各個(gè)區(qū)域里的齊點(diǎn)都有足夠覺(jué)察率，就需用確左路面上最小亮度 和平均亮度之間的允許差值。從而導(dǎo)出了影響覺(jué)察可靠性的第二個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)一一亮度總均勻 度，它泄義為路而上最小亮度和平均亮度之比，即（80頁(yè)有一公式）式中Lmm一一路而上最小亮度。2、縱向均勻度（UL）當(dāng)駕駛員在路而上行駛時(shí)，在英前方路而上反復(fù)相繼出現(xiàn)在亮暗區(qū)對(duì)駕駛員的干擾（即 所謂“斑紋”效應(yīng)）很大。因此，為了減弱這種干擾，就必須限制沿車(chē)道中心線上最亮區(qū)和 最暗區(qū)的亮度差。從而導(dǎo)岀了影響駕駛員視覺(jué)舒適感的第二個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)一一亮度縱向均勻度。 它泄義為通過(guò)觀察者位巻平行于路軸的直線一即車(chē)道中心線上）最小亮度和最大亮度的比值, 即（80頁(yè)有一公式

4、）式中Ll迥一一車(chē)道中心線上的最小亮度：L喚一一車(chē)道中心線上的最大亮度。（三）眩光限制在道路照明中，眩光限制也是一項(xiàng)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。眩光可分成2類(lèi)：稱(chēng)為失能眩 光。它損害視看物體的能力，直接影響到駕駛員覺(jué)察物體的可靠性。稱(chēng)為不舒適眩光，通 常引起不舒適感覺(jué)和疲勞，直接影響到駕駛員的舒適程度。由于這2類(lèi)眩光之間的功能關(guān)系 尚不淸楚，因此需分別予以考慮。1、失能眩光（生理眩光）從可見(jiàn)度損失的角度，用失能眩光來(lái)評(píng)價(jià)道路照明設(shè)施。眩光導(dǎo)致覺(jué)察（即知覺(jué)）能力的損失，是由于光在眼睛里發(fā)生散射而造成的，見(jiàn)圖 4-1 o沒(méi)有眩光時(shí)，直接視場(chǎng)里景物的淸晰圖象聚焦在眼睹的視網(wǎng)膜上，引起的視感覺(jué)與景 物的亮度成正比

5、，來(lái)自位于直接視場(chǎng)內(nèi)或靠近直接視場(chǎng)的眩光源的光線在眼睛里不聚焦，而 是部分地發(fā)生散射。在視網(wǎng)膜方向上的散射會(huì)起到光幕作用疊加在淸晰的圖象上。這層幕可 以看作有一等效亮度，英與視網(wǎng)膜方向散射程度成正比。為了確左總的視感，必須把這種亮度加在景物所產(chǎn)生的亮度上，即視感的總強(qiáng)度取決 于2個(gè)分屋之和：景物亮度和等效光幕亮度。何拉徳（HOIIaday, 1972）等人發(fā)現(xiàn)等效光幕 亮度取決于眩光源在眼睛上產(chǎn)生的照度（E7v）以及觀察方向和從眩光源來(lái)的光線入射方向 之間的角度（）o對(duì)道路照明中通常岀現(xiàn)的亮度范用以及在1.560。范用內(nèi)的,光幕亮度 可用下而經(jīng)驗(yàn)公式表示（81頁(yè)有一公式）式中LV 一等效光幕亮

6、度（Cdm1）:E眩光源在觀察者眼睛上（在垂直于視線平而上）所產(chǎn)生的照度（lx）；一一視線和來(lái)自眩光源的光線入射方向之間的角度；k一一比例常數(shù)，當(dāng)8以度為單位時(shí)K=IO;當(dāng)0以弧度為單位時(shí)，K=3103o在實(shí)際應(yīng)用中，視場(chǎng)中往往出現(xiàn)多個(gè)眩光源，這時(shí)總的等效光幕亮度可由每個(gè)眩光源 所產(chǎn)生的等效光幕亮度相加而得到，即（82頁(yè)有一公式）把等效光幕亮度加在背景亮度和物體亮度兩者之上后，有效背景亮度和對(duì)比本身均會(huì) 發(fā)生變化。1）有效背景亮度增加（82頁(yè)有一公式）式中Lb背景亮度；Lbafi一一有效背景亮度。2）對(duì)比減少（82頁(yè)有一公式）式中LO物體亮度：Co一一沒(méi)有眩光時(shí)物體亮度對(duì)比；C一一有眩光時(shí)物體

7、的有效亮度對(duì)比。根據(jù)圖4-2CIE閾值對(duì)比曲線，一方面由于背景亮度增加而引起閾值對(duì)比減小即對(duì)比靈 敏度增加，而另一方面對(duì)比又減少了。但是，對(duì)比靈敏度增加即閾值對(duì)比減小的正效應(yīng)還不 足于補(bǔ)償對(duì)比減少的損失。這意味著，沒(méi)有眩光時(shí)一個(gè)剛剛可以看見(jiàn)的物體（閾值對(duì)比）， 在有眩光時(shí)就看不見(jiàn)了，除非增加實(shí)際對(duì)比。這個(gè)效應(yīng)形成了度量由于眩光導(dǎo)致視功能損失 的基礎(chǔ)，稱(chēng)之為閾值增量，它定義為在眩光條件下又能剛剛看見(jiàn)物體所需增加的額外對(duì)比除 以有效對(duì)比。而且CIE規(guī)立閾值增量應(yīng)根據(jù)觀察者對(duì)8角物體的覺(jué)察（知覺(jué)）來(lái)決泄。因此，為了限制眩光對(duì)覺(jué)察物體能力的干擾，必須規(guī)立閾值增量（TI）的范囤。對(duì)于0.05cdzm1和

8、5cVf之間的平均路而亮度，閾值增量計(jì)算如下（83頁(yè)有一公式）式中TI相對(duì)閾值增量（）：L等效光幕亮度（cdT）,假左觀察者總是以與水平線成夾角注視與中軸平行的正前方（即一直注視著前方90m路而上的一點(diǎn)）：L-平均路而亮度。2、不舒適眩光（心理眩光）從降低駕駛員視覺(jué)舒適感的角度，用不舒適眩光來(lái)評(píng)價(jià)道路照明設(shè)施。實(shí)驗(yàn)研究表明，駕駛員所感受到的不舒適眩光，可用眩光控制等級(jí)（G）來(lái)度量，它取決于特泄燈具指數(shù)和道路照明設(shè)施的特性，即G=KIso, Iss, F c, Lav, h , P）式中Is。、ISS燈具在和路軸平行的平面內(nèi)，與向下垂直軸形成80。、88。夾角方向上的光強(qiáng)值（cd）；F燈具在和路

9、軸平行的平而內(nèi)，投影在76角方向上的發(fā)光而積（肝）；LaV路而平均亮度（Cd/V ）;1 水平視線（L5m）距燈具的髙度（m）：P一一每公里安裝燈具的數(shù)目；C光源顏色修正系數(shù)，對(duì)低壓鈉燈C=+ 04對(duì)其它光源c=0這些參數(shù)和眩光控制等級(jí)（G）之間有如下關(guān)系（84頁(yè)有一公式）式（4-6）各種參數(shù)適用范用50Iso7000 (cd)： IIsoI885O:7.103F4.101(m,);0.3WLaW7（cdf）: 5h, 20（m）:20p100對(duì)少數(shù)設(shè)施如髙桿照明或在同一系統(tǒng)里采用不同類(lèi)型燈具，該公式是否適用，目前尚 未得到證明。影響G的各種參數(shù)可以分成兩類(lèi)。（1）與燈具有關(guān)的參數(shù)，如Iso、

10、琢、F和c,把公式（4-6）中包含這幾個(gè)參數(shù)的各項(xiàng) 集中在一起，稱(chēng)之為特左燈具指數(shù)，用SLl表示，即（85頁(yè)有一公式）燈具生產(chǎn)廠家在可能條件下應(yīng)將燈具的SLI值提供給用戶(hù)使用。（2）與燈具等的設(shè)巻情況有關(guān)的參數(shù)，如Lav、h和p,可稱(chēng)之為設(shè)施也特性，但它 是一個(gè)變量，需具體計(jì)算。主觀評(píng)價(jià)表明，不同的眩光感覺(jué)和G值有如表4-1所示的關(guān)系。表4-1不舒適眩光感覺(jué)和G值的關(guān)系G值眩光感覺(jué)程度評(píng)價(jià)1不可忍受不好3感到煩惱不足5剛剛可以接受尚好7感到滿(mǎn)意好9感覺(jué)不到眩光很好（四）誘導(dǎo)性道路照明設(shè)施應(yīng)能提供良好的誘導(dǎo)性，它對(duì)交通安全和舒適所起的作用猶如亮度水平 或眩光控制一樣重要，但誘導(dǎo)性不能用光度參數(shù)來(lái)

11、表示。1、誘導(dǎo)性的分類(lèi)（1）視覺(jué)誘導(dǎo)。通過(guò)道路的誘導(dǎo)輔助設(shè)施，如路而中線、路緣或路而標(biāo)志、應(yīng)急路欄 等使駕駛員明確自身所在的位置和道路前方的走向。（2）光學(xué)誘導(dǎo)。通過(guò)燈桿和燈具的排列、燈具式樣、燈光顏色或苴強(qiáng)度的變化，標(biāo)志 著道路總向的改變或?qū)⒁咏徊媛房诘忍厥獾攸c(diǎn)。視覺(jué)誘導(dǎo)和光學(xué)誘導(dǎo)有區(qū)別，但又有緊密的不可分割的聯(lián)系。道路照明設(shè)施不但應(yīng)起 光學(xué)誘導(dǎo)作用，而且也應(yīng)起視覺(jué)誘導(dǎo)作用。2、獲得良好誘導(dǎo)性的方法（1）視覺(jué)誘導(dǎo)。要提髙路面標(biāo)志的可見(jiàn)度，可通過(guò)擴(kuò)大其反光性能和路而反光性能差 異的辦法來(lái)推薦采用不僅“明亮”而且質(zhì)地粗糙的材料，使其反光性能相當(dāng)擴(kuò)散且在不利的 氣候條件下得以維持。除此之外，如

12、果采用縱向（與路軸平行方向）入射光受到限制（例如 采用ISo和ISS值小的燈具）、大部分光射向道路的橫方向（即與汽車(chē)行進(jìn)方向垂直）的照明 系統(tǒng)（如鏈?zhǔn)秸彰飨到y(tǒng)），將也有利于看淸中線或邊緣標(biāo)志等誘導(dǎo)輔助設(shè)施，尤其在惡劣的天氣條件下效果會(huì)更加明顯。（2）光學(xué)誘導(dǎo)。提髙光學(xué)誘導(dǎo)性的辦法很多，現(xiàn)舉幾例加以說(shuō)明。D在設(shè)程連續(xù)照明的道路上，中通過(guò)合理選擇燈具布置方式，并把燈具排列整齊而得 到良好的誘導(dǎo)性。好在中間設(shè)有分車(chē)帶的雙幅路上宜將燈桿設(shè)在分車(chē)帶，在曲線路段上宜將 燈桿設(shè)在外側(cè)，在T型交叉路口宜在道路終端對(duì)而設(shè)燈等等，都是為了獲得良好的誘導(dǎo)性。2）通向交叉口的逍路、相鄰的道路或類(lèi)別、功能不同的道路，可

13、通過(guò)下列途徑改善道 路照明所提供的誘導(dǎo)性。第一、改變照明系統(tǒng)。如通向交叉口的道路及交叉口本身可采用不同的照明系統(tǒng)，如 前者采用常規(guī)照明。后者采用高桿照明。第二、改變光源顏色。如通向交叉口的主、次干路可采用光色不同的光源。在規(guī)劃城 市道路照明時(shí)，主、次干路、環(huán)路和過(guò)境道路等有計(jì)劃地采用不同的光源，可使道路照明起 到道路指示牌的作用。第三、改變燈具的樣式或安裝髙度。如設(shè)有停車(chē)場(chǎng)、加油站的道路，在通向這些服條 設(shè)施的支路上可采用和主路樣式不同的燈具或不同的安裝髙度。這樣即使在白天也能提供良 好的誘導(dǎo)性。第四、改變燈具的布置方式。如采用中心對(duì)稱(chēng)布置的道路，在接近交叉口時(shí)可改成道 路兩側(cè)的對(duì)稱(chēng)布置。這種

14、變化可作為一種信號(hào)，提醒駕駛員他們正在接近危險(xiǎn)的路口。二、各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系1、評(píng)價(jià)指標(biāo)的分類(lèi)上面所討論的道路照明的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，大致上可以劃歸為兩類(lèi)：影響到覺(jué)察障礙 物的可靠性，即影響到視功能。它包括路而平均亮度（LUC）和路而亮度總均勻度（Uo）以 及度量失能眩光的相對(duì)閾值增量（Tl）O影響到駕駛員的視覺(jué)舒適感。它包括路面平均亮 度、路面亮度縱向均勻度（UL）和度量不舒適眩光的眩光控制等級(jí)（G）。而誘導(dǎo)性應(yīng)該說(shuō) 和駕駛員的視功能和視舒適兩者都有關(guān)系。由此可知，路而平均亮度是一項(xiàng)非常重要指標(biāo), 在進(jìn)行逍路照明設(shè)計(jì)時(shí)首先必須滿(mǎn)足。亮度總均勻度和縱向均勻度相比，應(yīng)該說(shuō)前者更加重 要，因此在經(jīng)費(fèi)受到限制時(shí)，我們應(yīng)盡可能滿(mǎn)足總均勻度的要求，而縱向均勻度則可輛牲一 點(diǎn)，這也正是有些國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)縱向均勻度不作具體規(guī)圮的原因。兩種眩光（即失能眩 光和不舒適眩光）的關(guān)系尚不淸楚，很難說(shuō)控制哪一類(lèi)眩義更加重要，尚有待于繼續(xù)探索研 究。2、評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系路而平均亮度、亮度總均勻度和相對(duì)閾值增量之間存在著一左的關(guān)系。Uo和Tl值低于 標(biāo)準(zhǔn)的要求