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道路照明设计设计标准的新概念

时间:2017-01-06 12:00 来源:网络整理 作者:admin 阅读:
          道路照明是夜间安全的重要保障,为了更新和完善设计标准,人们不断引进新概念。文章就道路照明设计新标准中的亮度评价系统,交会区域照明和人行道照明中引进的新概念——路面亮度的纵向均匀度、眩光限制、环境比、交会区照明和垂直照度等加以分析和探讨。

关键词:道路照明、标准、纵向均匀度、眩光限制、环境比、交会区照明、垂直照度

1、前言

在夜间,道路照明对于机动车、非机动车的正常行驶,行人及其他人员的 安全活动,都有着重要作用。有数据表明,良好的夜间道路照明,能使城市道路交通事故下降30%,乡村道路交通事故下降45%,高速公路交通事故下降30%。据统计,中国每年交通事故死亡人数约10万人,日本每年约1.8万人,其中还不包括受伤人数和事故所带来的沉重经济损失和社会负面压力。另外,道路照明的重要性除了减少夜间交通事故,还在于增加夜间安全性,减少犯罪;助长夜间交通流量;促进夜间的工商业活动;促进社会交流和社团精神的形成。为此,我国有关部门和科技人员倾注了大量的精力和时间,力图改进和完善夜间道路照明质量,尤其是制定更具有指导意义的道路照明设计新标准。近年来,经过充分酝酿和准备并根据建设部建标[2003]04号文的要求,我国在原行业设计标准(CJJ 45-91)基础上修订了城市道路照明设计标准,在保证和提高原功能性照明效果的同时,进一步考虑了视觉舒适性和夜间安全性等因素,提出了许多与国际道路照明设计标准接轨的新概念。

2、完善亮度指标评价系统

2.1、两种道路照明设计标准的比较

新标准中规定,将亮度作为道路照明的评价系统,从原照度评价体系向国际推荐的亮度评价体系过渡。众所周知,机动车驾驶员行车作业时,眼睛直接感受到的是路面亮度而不是照度;另外,由于路面材料、路面磨损程度、灯具配光类型的影响,使得相同照明条件下,具有相同平均照度的路面往往产生不同的平均亮度,同时,在相同照度条件下的路面,在上述不同路面状态下,反映到人眼的光感觉也是截然不同的。因此,新标准中以亮度作为依据制定标准显然更为符合实际需求,更具有科学性。

为了更好地进行比较,我们在表1和表2中分别列出了机动车交通道路照明的新标准值和原有标准值。从2个表的数据显然可见,新标准引进了三个新概念指标,它们是路面亮度的纵向均匀度(UL)、眩光限制(TI%)、环境比(SR)。这3项新增指标有助于改善夜间视觉特性,提高视觉舒适度和通行安全性。我们在下文中分别对这3个新概念加以阐述和探讨。

2.2 路面亮度纵向均匀度(UL)

新标准中,路面亮度的纵向均匀度(UL)指同一条车道中心线上最小亮度与最大亮度的比值。

UL=Lmin/Lmax

它是对原来标准亮度评价体系中路面亮度的总均匀度Uo(路面上最小亮度与平均亮度的比值:Uo=Lmin/Lav)的补充。

实验数据的统计指出,在夜间,由于道路亮度均匀度不够,容易导致驾驶员视觉疲劳,尤其当道路上连续出现明显的亮带和暗带时,就如斑马线一样黑白相间,会产生视觉的“斑马效应”。长时间处于这样的照明环境,迫使驾驶员的眼睛反复不停地调节适应,就更容易使驾驶员产生疲劳。而路面亮度纵向均匀度正是针对这一问题而设立的一项标准值,它要求同一车道中心线上的最小、最大亮度的差异必须限制在一定范围内,从而对道路照明的亮度均匀度提出了更高的要求。这样就能有效地避免斑马效应的发生,以获得更为舒适的道路照明和降低事故发生率。

2.3 眩光限制TI(%)

新标准中的眩光限制是以阈值增量(TI)来表征的,它是对道路照明灯具产生的失能眩光的一个度量值。其实际含义是指路灯灯具射入司机眼睛中的直接光束增加了前方路面上目标的可观测的最小对比度,为了补偿这种失能效应,在对比度上所需要的百分比增量。其值可由灯具在司机眼中产生的“等效光幕亮度”LV及平均亮度Lav计算得到。

TI=■

其中等效光幕亮度LV=k■■Eeyei为第i个眩光源在垂直于视线方向上的人眼视网膜上的照度(Lx);θi为视线方向和第i个眩光源的光射入观察者眼睛方向的夹角(°);k为年龄系数(一般计算时取10);n为眩光源总数。且规定接受灯具光线为水平线上方20°,其他部分被汽车挡风玻璃顶屏蔽。

阈值增量(TI)越大,可视度就越差。新标准中给出眩光限制的定量数值。因此,虽然原标准中对控制眩光也相当重视,并有相应的定性规定,但相比之下,新标准更严格和易于进行监测,有益于提高道路的安全性。

2.4 环境比(SR)

道路照明设计新标准中又增设了环境比(SR),它是指车行道外边5m宽的带状区域内的平均水平照度与相邻的5m宽车行道上平均水平照度之比。

对机动车驾驶员而言,其眼睛的视觉状态主要取决于路面的平均亮度,但是道路周边环境的亮暗也会干扰眼睛的适应状态。当环境较亮时,眼睛的对比灵敏度会降低,我们需要提高路面的平均亮度已弥补此损失;相反,如果周边环境过暗,驾驶员的眼睛适应了相对较亮的路面,周边黑暗区域中的物体就难以被驾驶员的视觉所发现,从而诱发事故的发生。

新标准中增设环境比(SR)的新概念指标,目的就在于要求道路周边必须保证一定的照明,使得机动车驾驶员能有效发现故障和相关目标,尤其是从人行道走上车行道的行人,从而保证行驶的安全性。

3、关注交会区照明指标

与原标准相比,道路照明设计的新标准中还新增了交会区照明标准值(如表3所示)。所谓交会区,即是指道路的出入口、交叉口、人行横道等区域。在这种区域,机动车之间、机动车和非机动车及行人之间、车辆与固定物体之间的碰撞可能性是相当大的。

在交会区域车辆密集,驾驶员往往看不到前方路面,只能看到前方车辆的车身和车尾部,因此可采用照度代替亮度作为评价指标。

由于在交会区域,尤其是不同类型道路的交会时,当从照明水平较高的道路转入照明水平较低的道路时,驾驶员视觉暗适应时间是一个需要考虑问题,就如人们进入正放映电影的影院剧场时,初始时一无所见,必须等待几分钟后才能激活视觉锥状神经细胞感受周围环境。而在交会区地形环境和车流人流情况都比较复杂,如果眼睛由于暗视觉延缓效应不能及时适应照明条件的转变,就容易导致交通事故的发生。据有关资料表明,在美国城区(除高速公路),约有50%的交通事故发生在交叉路口,故交会区照明要求列入了新标准之中。

(责任编辑:admin)

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