公路隧道照明察觉对比设计方法研究

On the basis of new Visual Sciences and tunnel lighting theory in the international area,this paper has studied the tunnel lighting design methods in the different systems of lighting zones by the method of perceived contrast. According to the design method of perceived contrast in the access zone recommended by CIE88-2004, under the conditions of the human eye adapted to the actual tunnel lighting levels, it has researched on the appropriate Contrast revealing coefficient(qc) in different tunnel lighting section, and the dynamic value of qc is obtained through measuring the tunnel lighting conditions by calibrated digital camera. According to the distance of finding a small target in the specified speed using an adjusted eyetracker, it can be as the lighting quality evaluation.Establish the exchange relationship between the static values and dynamic values, and further improve the method of perceived contrasts; in the 1:1 tunnel model, rearch on the law of the varying qc values in different tunnel lighting zones,and determine the appropriate lighting method in different tunnel lighting zones; to determine the suitable color of the light sources using the reaction time test device in different tunnel lighting zones, and choose the suitable lighting sources and lamps; Based on above research results, it has proposed a more innovative and systematic tunnel lighting design method of perceived contrast,which can achieve perfect combination of traffic safety, driving comfort and energy saving. This research results can help to raise new theoretical and technical solutions on the revision of the existing tunnel lighting standard.

在国际上新的视觉科学和隧道照明理论的研究基础上，以察觉对比法为基础，研究隧道各照明段系统的照明设计方法：根据CIE88-2004推荐的入口段察觉对比设计方法，研究在实际隧道照明水平，人眼适应的条件下隧道各照明段的适宜的对比显示系数qc值，并通过标定后的数码相机对隧道照明实际工况实测得到qc的动态值，利用已调整好的眼动仪按规定的车速获得的小目标发现距离作为照明质量评价指标，建立静态值与动态值之间的互换关系，进一步完善察觉对比设计方法；在隧道1：1模型中，研究不同隧道照明段qc值的变化规律，并确定不同隧道照明段适宜的照明方式；利用反应时间实验装置确定适宜于不同隧道照明段的光源的光色，选择适合各照明段的照明光源和灯具；基于上述研究成果，提出更为新颖和系统的隧道照明察觉对比设计方法，达到交通安全、行车舒适与照明节能的完美结合。该研究成果可对现有隧道照明规范的修订提出新的理论和具体技术方案。

本研究完成了预期目标。以CIE2004 年推荐的察觉对比法为理论基础，通过理论分析与重庆地区隧道照明的实际运行状况的实地调研，研究了相应光气候区中察觉对比法计算公式中有关系数的适宜值。通过理论分析、实验及实测验证，研究隧道照明质量评价指标—对比显示系数的影响机理；通过实验室实验研究了隧道照明条件下对比显示系数的阈值；通过计算机模拟获得了不同隧道内光的空间分布对对比显示系数的影响机理；在实际隧道照明工况中，人眼适应的条件下研究了隧道各照明段的变化规律及适宜的对比显示系数值，并确定了不同隧道照明段适宜的照明方式。以标准人眼为实验对象，通过实验室实验和实际测试，用反应时间作为衡量结果的评价指标，研究了隧道照明光源的不同色温对隧道照明质量的影响机理，明确光源色温对隧道照明视觉功效的影响机理，推荐了适宜于不同隧道照明段的光源的色温。针对隧道照明评价体系及设计方法，对比研究了察觉对比设计方法与其他隧道设计方法的优劣，提出公路隧道照明质量的评价指标体系和基于小目标发现距离的动态评价方法；研究隧道各照明段系统的照明设计方法：提出了基于察觉对比法的操作性更强的洞外景物亮度及等效光幕亮度的测试与计算方法；研究了隧道驾驶过程适应状况机理，提出了基于察觉对比法理论基础的考虑驾驶员视觉适应的公路隧道入口段亮度简化确定方法；提出基于视觉适应状态的隧道过渡段照明计算方法。基于上述研究成果，提出更为新颖和系统的隧道照明察觉对比设计方法，达到交通安全、行车舒适与照明节能的完美结合，该研究成果可对现有隧道照明规范的修订提出新的理论和具体技术方案。