公路隧道LED照明基本段亮度标准试验验证研究

在充分调研分析国内外照明设计指标验证研究成果基础上,进行公路隧道LED照明基本段亮度标准验证试验方案设计,并在1：1实体隧道开展小目标可见度验证试验。试验结果分析表明,现行标准和新标准基本照明亮度标准均满足可见度要求,可以指导公路隧道LED照明设计。     

基于反应时间的光源色温对隧道入口段交通安全的影响

隧道入口段照明是保障隧道交通安全采取的措施.驾驶人员察觉目标的反应时间以及察觉相对运动的周边视觉是衡量隧道照明效果的重要指标.基于反应时间试验,将5种色温的LED光源与传统隧道照明光源高压钠灯(HPS)、金卤灯(MH)相比较,分析了光源色温对反应时间和周边视觉的综合影响.研究结果表明:在公路隧道入口段照明水平下,高色温、光谱分布偏向蓝绿光的LED光源照明产生的反应时间最短,周边视觉功效最高.LED光源光效高,色温又可以人为调节,将其应用于隧道入口段的照明,可以在满足交通安全的前提下实现照明节能的要求.     

色温可控性在公路隧道LED照明光环境中应用研究

近几年隧道LED照明灯具以其启动快、能耗低、光色可控性好等优势已广泛应用在隧道照明工程中。但目前隧道LED照明灯具大都采用光亮度单一调光控制功能,没有充分发挥隧道LED照明灯具光亮度和光色温双指标可控技术优势,更没有考虑LED光源色温和光谱分布对隧道LED照明光环境安全性和舒适性的影响。因此,本文研究了隧道LED照明光源色温与视认舒适性和视认距离的关系,分析了LED光源色温对隧道照明光环境的实际影响,提出了适用于隧道LED照明入口段和出口段光环境色温指标,为打造安全型和舒适型"两型"隧道LED照明光环境提供理论依据。     

公路隧道中LED照明技术的应用

为了对隧道照明技术的综合性能进行全面考量,基于公路隧道照明的特点和LED发光原理,结合LED照明的节能方案、布灯技术和智能控制技术,对公路隧道照明中LED光源的应用进行了研究,分析了LED照明技术在当前公路隧道中应用的问题和发展趋势。结果表明:LED照明技术在公路隧道中除了能发挥其自身优势之外,还能改善隧道照明现存的安全、节能和照明方面等问题。     

LED光源在黄延高速公路隧道照明中的节能技术研究

以陕西黄延高速公路为例,研究了LED光源在该公路隧道照明中的节能技术及其应用。提出了选用LED光源,基于PWM的LED无级调光模式,采用神经网络模糊控制模型自动实时控制方式等作为隧道照明节能降耗策略,并对使用LED灯具的隧道照明系统进行全寿命周期的经济效益估算,结果表明,LED光源平均每年可节约电费为114. 545 6万元,节能效果非常显著。     

LED与高压钠灯组合使用在隧道照明中的应用

针对传统隧道照明采用高压钠灯费用高以及单一光源对隧道入口段的影响,将LED和高压钠灯组合使用,以发挥两种光源的优点。通过工程实例,研究了LED作为基本照明,高压钠灯作为加强照明,以及高压钠灯作为基本照明,LED作为加强照明时,两种光源组合下的节能状况。发现隧道长度对光源组合形式的节能性能有影响,可以作为选择光源组合形式的依据。研究结果表明,对于中、短隧道,照明负荷主要集中在加强段,降低加强段的负荷对于节能有非常明显的作用。随着隧道长度的增加,基本段照明负荷将会大于加强段照明,主要考虑基本段照明对隧道节能的影响。     

基于S/P值的道路隧道照明光源光谱及相关色温研究

为解决选取隧道照明光源时未考虑光谱能量分布和相关色温因素造成光源选用不当的问题，结合中间视觉模型，对道路隧道常用光源的光谱能量分布和相关色温进行测试研究，分析不同隧道常用光源的光谱能量分布与相关色温关系； 通过引入光谱S/P值的计算方法，从人眼感知角度分析不同隧道常用光源S/P值与相关色温关系。研究表明： 1）LED光源的相关色温随着蓝光比例的增加而增加； 2）不同类型光源的S/P值与光源的相关色温不是一一对应的关系，但LED光源的S/P值随着相关色温的增加而增大； 3）金属卤化物灯、白色荧光灯和LED光源适合应用于隧道照明，但从长远来看，隧道照明选用相关色温较高的LED光源更为合理。     

隧道节能照明经济效益评价研究

为了评价不同种类隧道分别使用LED光源、传统的高压钠灯和无极灯等3种照明方案的经济性,首先,给出3种隧道照明方案建设期投资费用和运营期投资费用的计算公式;其次,比较3种照明方案两方面投资的大小,并在此基础上得出总投资大小比较的计算公式;最后,结合我国广西自治区隧道照明特点计算出不同种类隧道分别采用3种照明方案在运营T年的总投资费用。     

普通公路隧道LED节约型照明设计

从分析普通公路隧道的特点和实际照明需求入手,提出LED节约型照明系统的概念。通过对照明光源的分析比较,选定LED灯并提出该系统的设计要点,并通过具体工程案例,分析验证该系统应用的有效性和推广价值。     

基于安全节约的隧道照明灯具特性分析

公路隧道照明灯具是保障公路隧道运营安全的重要设施。文章从安全节约的角度出发,对目前我国公路隧道常用照明灯具、光源特性及其节能效果进行对比分析。重点研究了新型LED隧道照明灯具的节能关键技术特性,分析总结了LED照明在国内外的发展趋势。研究结论可为安全节约型隧道照明灯具的选择和设计提供基本参数和理论依据,有助于LED节约型隧道照明灯具的推广应用,进而达到节约隧道照明运营费用的目的。     

LED主动发光交通标志视认性能研究（双语出版）

为了给道路交通标志的设计与应用提供参考,针对LED点阵式发光标志、LED半透式发光标志和传统逆反射标志,考虑光照强度、闪烁频率、发光形式等因素的影响,进行了交通标志视认性能的驾驶试验研究。采用方差分析研究各个因素对标志视认距离影响的显著性及其交互作用。基于驾驶模拟器进行视认性能对比试验,采用配对样本t检验比较了半透式发光标志与逆反射标志的视认距离,并根据试验数据分析不同光照强度下半透式发光标志的最佳亮度区间。结果表明：在光照强度为200 lx的下午,LED主动发光标志相对于逆反射标志只增加了2~4 m的视认距离;而在光照强度为0.5 lx的晚间,视认效果则提升显著,点阵式和半透式发光标志的视认距离相比逆反射标志分别提升了39.7%和80.4%。闪烁发光无论快慢,对于LED主动发光标志的视认效果均无提升。另外,半透式发光标志的亮度过高时会产生眩光效应,不利于驾驶人辨识标志内容,且最佳亮度区间随着环境光照强度的变化而变化。因此,在光照条件较差的情况下,推荐采用常亮LED半透式发光标志。     

Detection of vehicles on the other crossing path at an intersection: visual search performance of elderly drivers

At intersections with good visibility, such as those located in rice fields, relatively many fatal accidents involving elderly drivers happen in Japan. In the present study, the causative factor of these accidents was examined from the viewpoint of visual search performance. It was shown that a vehicle that is not on collision course can be easily detected by peripheral vision. No age related deterioration of the detection performance in the peripheral visual field was found. However, the detection of a vehicle on collision course in the peripheral visual field was more difficult for elderly drivers. No age difference in detection performance was found when drivers were allowed to actively search the road scene by central vision. It can be concluded that active checking of the periphery at intersections with good visibility is more important for elderly drivers than for young drivers.     

彩色灯光视觉调节对长隧道驾驶催眠缓解作用的试验

驾驶人在长隧道中间段驾驶中容易出现“隧道催眠”现象，为了缓解这一特殊视觉心理问题，在分析隧道催眠现象产生原因和长隧道中间段照明环境改善措施的基础上，提出了以特殊颜色灯光带作为视觉滤波带的隧道中间段照明设置形式。根据不同颜色光源下的视觉功能试验，选定不影响视觉功能但具有较强视觉刺激作用的红色光源作为视觉滤波带光源颜色。利用DIALux仿真软件建立设置了红光特殊照明以及普通照明2种场景下的隧道模型，并对有关照明指标进行计算。结果表明红光特殊照明对隧道照明参数无不利影响。通过红光特殊照明及普通照明隧道路段驾驶模拟试验，采集驾驶人动态视觉特征，包括眨眼频率及瞳孔直径，结果表明通过红色特殊灯光区域时，驾驶人的眨眼频率明显高于其他路段，瞳孔面积也存在较明显的先增大再减小的过程，说明红光段对驾驶人具有明显的视觉刺激作用。为评估红色特殊灯光区域对视觉安全性的影响，引入“瞳孔面积最大瞬态速度值”作为红光段视觉负荷评价指标，结果表明红色特殊灯光带引起的视觉负荷在驾驶视觉舒适范围内，其视觉刺激作用能够满足驾驶视觉安全要求。综上可以说明，红色特殊色彩灯光带能够在保证视觉舒适性的同时给驾驶人提供视觉刺激，起到视觉警示作用，缓解隧道催眠现象。     

Study of meter cluster location for visibility performance

This paper describes a study to improve visibility of meters on a vehicle instrument panel. In order to improve meter cluster visibility, the vertical angle to the meter cluster referenced from a horizontal line at eyepoint level should be small and the viewing distance to the meter cluster should be long, based on human vision characteristics. The appropriate location has been studied for good meter cluster visibility with consideration of annoyance. In a confirmation using actual vehicles, the recognition time for the speedometer was decreased by using the recommended location of the meter cluster, especially for the drivers in their fifties'.     

雨夜驾驶人对黑色障碍物视认距离变化规律研究

为预防和减少雨夜道路交通事故,定量研究降雨强度对驾驶人视认距离变化规律,以确定行车速度、停车视距及限速选择,进行实际道路试验研究。试验共选择被试38人,在不同降雨量的雨夜,选用黑色障碍物,在不同车速条件下,进行驾驶人空间距离判识实际道路试验。试验共进行71组,最终依据速度和降雨强度,聚类为25组不同条件下全样本试验。统计全部结果,分析数据分布特征。利用曲面回归分析方法,建立视认距离随降雨量和行车速度变化规律函数模型。模型相关系数为0.9832,模型有效度系数为0.94,可有效表示视认距离与瞬时降雨强度和行驶速度之间的关系。研究表明,随着单位时间内降雨量增加,视认距离缩短;随着行驶速度增加,视认距离减小;当两因素耦合作用于驾驶人时,会因为视认距离减小导致允许反应时间缩短。      

雾环境下高速公路驾驶人跟驰行为研究

雾环境下驾驶人行车与正常天气相比，在低能见度下视觉参照物较少，驾驶人更倾向于跟驰行驶。为研究雾环境下高速公路驾驶人跟驰行为，以真实雾环境下实车试验方式，选择多条高速公路作为试验路段，以Smart Eye眼动仪获取车辆在雾环境下高速公路驾驶人视觉参数，包含驾驶人注视区域、注视角度、注视持续时间、瞳孔直径、扫视速度以及扫视幅度等，以归一化方法对驾驶人注视重心进行分析，研究不同能见度下驾驶人的跟驰需求，并通过对雾环境下上述视觉参数进行规律总结。对雾环境下驾驶人跟驰特性进行统计及分类，将跟驰行为划分为主动、半主动、半被动以及全被动跟驰；通过分析雾区低能见度下驾驶人跟驰行驶条件，引入多维偏好理论及后悔理论，进行驾驶人跟驰决策模型构建，并基于差分法对模型进行参数标定及验证。研究结果表明：驾驶人在1次跟驰动态过程中，正常车道保持时驾驶人扫视速度较低，而当处于车道调整时，驾驶人扫视速度存在较大波动，且平均扫视速度较高，低能见度下驾驶人注视点转移速度27.0 （°）·s^-1明显低于晴好天气的52.0 （°）·s^-1；驾驶人在跟驰过程中，能见度对驾驶人跟驰时的视觉特征有显著影响，通过跟驰模型构建可为后续雾环境下车辆跟驰前后车距及车速预测提供理论支撑。     

交通标志的视角阈值研究

保证交通标志被驾驶员正确的识别和认知,是交通标志设置要考虑的首要问题。以大量的现场试验为研究手段,在交通标志可视距离研究的基础上,探讨了交通标志的视角阈值与车速和光线条件之间的相互关系,并给出了具体量化的数值表达。     

基于眼动特性的隧道中间段光环境参数敏感性分析

为了解决以往研究缺乏多样本对多因素条件下隧道中间段光环境敏感性感知试验研究的问题, 采用正交试验设计。设置16组(4因素、4水平)试验工况, 利用DIALux仿真软件建立隧道仿真模型, 并基于室内仿真模拟试验平台开展动态行车试验, 通过SMI眼动仪对30名试验人员瞳孔直径分别进行3次有效测量, 并剔除异常数据。研究了在隧道中间段行车时灯具布置方式、侧壁反光涂料布设高度、侧壁反光涂料颜色及LED光源色温等光环境组成参数对驾驶员瞳孔直径的影响规律。运用极差分析和方差分析相结合的方式分析了各试验参数对瞳孔直径影响程度主次关系和显著性水平, 并对室内仿真实验的可靠性进行了验证。结果表明: 选取的试验参数均对瞳孔直径都有显著性影响, 且影响程度从大到小依次是, 灯具的布设方式、LED光源色温、侧壁反光涂料颜色、侧壁反光涂料布设高度。根据本次试验结果选取的较优水平组合为, 沿中线布灯, 侧壁反光涂料布设高度为2 m, 侧壁反光涂料颜色为白色, LED光源色温为4 500 K。