一、動態(tài)測量的必要性
(一)觀察路面照明本身就是個光傳遞系統(tǒng),傳遞的光學(xué)量是光強而非光照度
從燈具光源一路面(或目標)一眼瞳→視網(wǎng)膜過程來看;這個光傳遞過程本身就是一個系統(tǒng),在這一過程中所傳遞的光學(xué)量是發(fā)光強度而不是光照度。亮度是燈具發(fā)出的光經(jīng)過路面的吸收和反射后,一小部分光線進入眼睛瞳孔后照射到視網(wǎng)膜上,其光強對視覺細胞所引起的明亮感覺,公式為W=IV/(cos θ *dA);(其中Lv為路面亮度,Iv為光線經(jīng)該路面反射后進入眼瞳的那一小部分光線的光強,cos θ *dA表示該處路面在眼瞳處的投影面積)從系統(tǒng)的角度提出照明要求,以駕駛員的視覺需求出發(fā)來判斷“究竟要考量路面照度還是要考量路面亮度“,很顯然,駕駛員觀察到 的是路面亮度,而非路面照度。
(二)道路照明應(yīng)該測量路面的亮度及其均勻度而非照度路面照度是表征路面的受照程度,它除了與入射光有關(guān)外,還與入射光的入射角有關(guān),駕駛員感覺不到它;起駕駛員視覺感應(yīng)的是該光線經(jīng)過路面的二次反射后進入眼睛的那部分光線,駕駛員看到的是路面亮度而不是路面照度,見圖1和圖2;路面亮度除了與入射光強及其入射角有關(guān)外,還與路面的吸收和散射特性以及駕駛員的觀察角有關(guān)。

圖2 目標照明

圖3 照度均勻的路面其亮度不一定均勻
岐山北路路面照明測量結(jié)果 表1
| 地點 | 岐山北路第5-6桿 | 測試時間 | 2009年8月25日 | |||
| 桿高 | 10m | 路寬 | 15m | 燈桿間距 | 30m | 燈具功率:233W |
| 測量位置 | 0m | 7.5m | 15m | 22.5m | 30m | 平均值 |
| 人行道 | 43.1 | 33.5 | 28.4 | 37.1 | 43.1 | 37.04 |
| 路沿邊 | 48 | 36 | 32.4 | 35.3 | 47.4 | 39.82 |
| 第一車道線 | 50.3 | 39.5 | 35.7 | 39.6 | 48.7 | 42.76 |
| 道路中間 | 55.5 | 47.4 | 44 | 44.1 | 55 | 49.2 |
| 路面平均照度 | 40.18 | |||||
| 路面照度 | 0.71 | |||||
| 環(huán)境比 | 0.88 | |||||
從測量數(shù)據(jù)看:路面照度均勻度相當高,達0.71,但是從照片上看卻是亮暗不均;通過測量數(shù)據(jù),從縱向看:燈下照度要比兩燈之間的照度高;但是從照片上看卻是燈下的亮度比較暗而兩燈之間的亮度最高。測得的結(jié)果與看到的情況截然不同!采用相機拍照與人眼觀察的效果相似,說明用照度測量不能反映人眼的觀察效果,即使是亮度測量,隨著觀測點的變化,其照明效果也不盡相同。
二、道路照明動態(tài)測量契合人因工程學(xué)的需求
(一)人因工程學(xué)(人體功效學(xué))用于道路照明的理解:
人因工程學(xué)考量了人在工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等各方面的因素,是研究“人――機器――解:等面能環(huán)境系統(tǒng)一中三者交互作用著的各方面(效率、健康、安全、舒適等)如何達到最優(yōu)化的問題。人因需求:視覺上看得清,心理上看得舒適,健康方面眩光小; 燈具照明需求:視覺上足夠亮,眩光小,效率高,節(jié)環(huán)境需求:資源上可再生,節(jié)能,環(huán)境和諧,舒適。
(二)從人因工程學(xué)觀念考察道路照明的主要服務(wù)對象是駕駛員而非行人道路照明主要是為駕駛員服務(wù)的,應(yīng)該以駕駛員的視覺感受為基礎(chǔ)進行照明設(shè)計和測量。道路照明除了提供路面照明外,還要提供路面目標的照明;前者提供駕駛員觀察視場的背景照明,后者則提供視場內(nèi)的目標照明,兩者的亮度差異或者色度差異均能為駕駛 員識別目標提供便利。
(三)動態(tài)測量契合人因工程學(xué)的需求動態(tài)測量符合駕駛員的視覺感覺。駕駛員在行駛過程中觀察路面,是動態(tài)的、全過程的,行駛過程中眩光對駕駛員的影響也是動態(tài)的、全過程的。只有采用動態(tài)測量路面的照明質(zhì)量才能真正反映駕駛員的真實感受。我們有必要按照人體工程學(xué)的要求,仿照駕駛員的觀察視線,動態(tài)地測量整個被測區(qū)域的亮度及其均勻性,有必要按照光的傳播路徑,以所傳播的光強這個光學(xué)量的變換為主線來計算駕駛員在駕駛過程中觀察視線上的路面亮度及其均勻性。通過研究分析各種典型路面材質(zhì)對于各種角度的入射光的反射系數(shù),研究路面亮度計算的建模、編程和軟件制作。




