CN104316171B - 基于安全视认的隧道中间段照明标准测算方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法：a）设定隧道中间段的光环境；b）在隧道中间段放置目标物；c）令驾驶员以不同速度驾驶机动车向所述目标物行驶，测量不同速度下驾驶员发现所述目标物的视认距离D；d）重新设定隧道中间段的平均亮度L并重复步骤b）和c），获取多组不同亮度L对应的视认距离D；e）利用S模型对多组视认距离D与亮度L数据进行拟合，求出D与L的关系模型公式为；f）将隧道最高限速的安全停车视距D0代入模型公式，得出该隧道光环境下隧道中间段所要求的动态最小亮度值L0。本发明还提供一种实现本发明方法的系统。本发明提高了对隧道中间段亮度安全性评价的准确性，同时操作方法简便，为道路交通安全研究提供了参考依据。
Description
技术领域
本发明涉及公路隧道照明技术领域，特别涉及一种基于安全视认的隧道中间段照明标准测算方法及其系统。
背景技术
道路隧道中间段是相对封闭的结构，不受自然光的影响，驾驶员在隧道中间段行驶过程中，相对外部环境，驾驶员视觉和心理上的负担增大。为改善隧道的视觉环境，在隧道内应采用照明设施，能够满足驾驶员在隧道中间段以一定的运行速度驾驶车辆时的视觉信息采集和行车安全舒适需求的隧道中间段亮度值，即达到隧道中间段安全驾驶亮度水平。
近年来，道路照明新型灯具快速发展，人们对隧道安全的关注越来越深入。但目前主要存在以下问题：
国内外关于隧道中间段照明标准多是针对钠灯光源来制定，对照明标准的评价大多是根据驾驶员或者专家主观感受对隧道中间段亮度进行定性评价，或者基于驾驶员的生心理指标评价隧道中间段的安全性，缺乏在实际运行过程中满足驾驶员的视觉需求的隧道中间段不同光源特性照明亮度标准研究；研究隧道中间段照明光源特征和视认小目标物的手段多采用静态测算手段，选用反应时间等指标进行理论研究，约束了对光源特性指标的选择。因此需要寻求简便的技术对安全视认的隧道中间段不同光源特性照明标准进行准确的测算。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述技术缺陷，提供了一种依据可靠，操作简便和满足驾驶员视认需求的隧道中间段照明标准的测算方法，同时还提供了一种简单可靠、利用率高的实现基于视认安全的隧道中间段不同光源特性照明标准测算方法的系统，以克服现有的隧道中间段照明标准的依据不可靠、试验复杂、结果没有考虑驾驶员生心理因素的技术缺陷。
为了解决上述问题中的至少一个，本发明的第一方面，提出一种基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，包括以下步骤：
（a）设定隧道中间段的光环境，包括设定隧道中间段的色温为T0，设定显色指数为Ra0，设定平均亮度L；
（b）在所述隧道中间段放置目标物A，所述目标物A放置的位置距隧道中间段起点的距离大于所述隧道最高限速下的安全停车视距D0；
（c）令驾驶员以不同速度驾驶机动车向所述目标物A方向行驶，从而测量不同速度下驾驶员发现所述目标物A所需的视认距离D；
（d）重新设定隧道中间段的照明平均亮度L并重复步骤（b）和（c），从而获取多组不同光照亮度对应的视认距离D和相应的隧道中间段的平均亮度值L；
（e）根据上述获取的多组视认距离D和相应的隧道中间段的平均亮度值L，利用S模型对多组D与L数据进行拟合，求出D与L的关系模型公式为；
（f）将所述隧道的设计最高限速下的安全停车视距D0代入到所述模型公式中，得出该种隧道光环境下所述隧道中间段所要求的动态最小亮度值L0。
进一步的，所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，在步骤（f）之后还具有对于所述隧道中间段所要求的动态最小亮度值L0予以修正的步骤，所述步骤如下：
（g）所述隧道为模拟隧道，在模拟隧道中间段中放置静态测试目标物B，将机动车停在距所述目标物B相距Ds处，设定隧道中间段色温为T0和显色指数为Ra0；
（h）令所述驾驶员进入所述机动车驾驶室，调节所述模拟隧道中间段平均亮度L由小变大，记录所述驾驶员发现所述静态测试目标物B所需要的静态最小亮度值Lf；
（i）重新设定模拟隧道中间段的色温与显色指数中的至少一个，重复步骤（h），从而获取多组不同色温与显色指数对应的静态最小亮度值Lf，将色温为T0，显色指数为Ra0对应的静态亮度值Lf为基准J，将不同色温与显色指数对应的静态最小亮度值Lf与J相比，求得不同色温与显色指数对应的视觉修正系数a；
（j）求出不同光环境下隧道中间段的最小亮度值L0d为a与L0的乘积。
本发明的第二方面，提供了一种实现基于视认安全的隧道中间段照明标准测算方法的系统，包括隧道中间段子系统，所述隧道中间段子系统包括安装在隧道中间段中的可调节输出功率的照明装置，用于设置光环境；测试子系统，所述测试子系统包括放置在隧道中间段的目标物、测试机动车、亮度测量装置、色温测量装置、显色指数测量装置、速度测量装置、距离测量装置，用于采集测试数据；数据计算子系统，所述数据计算子系统包括计算机系统，用于对测试数据进行拟合与处理。
本发明的方法和系统，通过对照明装置所营造的不同光环境下驾驶员视认隧道中间段内的驾驶行为反应和对小目标物的视认状态等信息的融合以及筛选，综合提出基于满足驾驶员安全视认的中间段安全亮度标准，从驾驶员的角度出发，考虑了驾驶员的视觉需求特性，提高了对隧道中间段亮度安全性评价的准确性，同时操作方法简便，为道路交通安全研究提供了参考依据。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1实施例一的测量隧道中间段最小亮度值的方法流程图；
图2实施例二的测量隧道中间段安全视认阈值的方法流程图；
图3基于视认安全的隧道中间段照明标准测算方法的动态测试示意图；
图4基于视认安全的隧道中间段照明标准测算方法的静态测试示意图。
附图标记
100隧道中间段101模拟隧道中间段102照明装置
103目标物A目标物B104测试机动车。
具体实施方式
实施例一
图1示出了本发明测量隧道中间段最小亮度值的方法流程，图3示出了实现本发明提供的基于安全视认的隧道中间段照明标准测算方法的动态测试示意图，通过本发明提供一种基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，以计算出不同光环境下满足安全视认的隧道中间段的最小亮度值，确保了驾驶者的行驶安全。
参照图1和图3，根据本发明的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，包括以下步骤：
步骤201，设定隧道中间段100的光环境，所述光环境包括隧道中间段100的色温、显色指数和平均亮度L，将隧道中间段100光环境照明设定在某一色温T0、显色指数Ra0和平均亮度下。
步骤202，在所述隧道中间段100放置所述目标物A103，所述目标物放置的位置距隧道中间段起点的距离大于所述隧道设计最高限速速度下的安全停车视距D0，为驾驶员动态视认实验做准备。
步骤203，令驾驶员以不同速度驾驶机动车104向所述目标物A103方向行驶，从而测量不同速度下驾驶员发现所述目标物A103所需的视认距离D；
步骤204，重新设定隧道中间段100的光照亮度值L并重复步骤202和步骤203，从而获取隧道中间段100的多组不同平均亮度L所对应的视认距离D。
根据偏相关分析，通过分析发现，视认距离D与视认时的驾驶速度相关性低，而与隧道中间段100的平均亮度值L相关性高，且据分析，隧道中间段行驶过程中，隧道环境单调，驾驶员对周围景物的感知能力下降，无法准确感知车辆速度，所以视认距离D受运行速度的影响较小，并且无明显规律，因此可以无需考虑运行速度的影响。
步骤205，根据上述获取的多组视认距离D和相应的隧道中间段的平均亮度值L，利用数据拟合数学模型S模型对多组D与L数据进行拟合，求出D与L的关系模型，如关系模型公式为。
步骤206，为了使隧道中间段100照明满足安全驾驶的条件，将所述隧道的最高限速下的停车视距D0代入到所述模型公式中，得出该种光源特性下所述隧道中间段100所要求的最小亮度值L0，此最小亮度值为隧道中间段100照明提供了照明的设计依据。
为了使本发明的照明标准的测算方法更加可靠，且符合国际标准，本发明中的基于安全视认的隧道中间段100的照明标准的测算方法的本实施例中，采用的目标物A103为体积为20cm×20cm×20cm左右、反射率为20%的的灰色立方体；为了消除实验中驾驶员的记忆目标物位置对实验结果产生的影响，在测试中所述目标物在所述隧道中间段100中的位置设置是任意的。
为了使本发明的基于安全视认的隧道中间段100的照明标准的测算方法中步骤简化，并能快捷测量，本实施例中采用安装在机动车104中的非接触速度仪，当所述驾驶员发现所述目标物103时触发非接触速度仪，记录一个位置，当所述驾驶员到达目标物103所在位置时记录另一个位置，所述两个位置之间的距离差为视认距离D，这样就能快捷地测量视认距离，减小了步骤实施的时间，增加了步骤实施的效率。
本发明的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法的本实施例中，采用亮度计或照度计来测量隧道中间度段的亮度，当采用照度计时，需预先计算出隧道中间段的平均亮度值与照度值之间的关系，即计算平均照度换算系数，通过测量照度和计算就可求出亮度；利用分光辐射照度计来测量隧道中间段的色温和显色指数。
本发明的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法的本实施例中，改变隧道中间段100照明亮度的步骤采用改变隧道中间段100中的照明装置102的输出功率，不用更换隧道中间段中的照明装置102，从而很方便地实施本实施例。
为了使测算结果更符合客观现实，本发明的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法的本实施例中多名驾驶员为随机选取的分布在不同年龄段、正常视力水平和不同驾龄段的人员。
实施例二
在实施例一的基础上，本发明还能测算出不同光环境下满足视认需求的隧道中间段最小亮度值，然后得出安全视认阈值。图2是本实施例二的测量隧道中间段安全视认阈值的方法流程图；图4基于视认安全的隧道中间段照明标准测算方法的静态测试示意图。
参照图2与图4，本发明的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法的本实施例中，在实施例一的基础上还包括采用模拟隧道进行的如下步骤：
步骤207，所述隧道为模拟隧道101，在模拟隧道中间段101中放置静态测试目标物B103，将机动车停在距所述静态测试目标物B103相距Ds处，设定隧道中间段色温为T0和显色指数为Ra0。
在本发明的本实施例中，如果模拟隧道中间段101不能够提供足够的观测距离，而实际观察位置距离静态测试目标物B103的距离为Ds可能会小于最高限速的安全停车视距D0，则根据视网膜成像原理，所述静态测试目标物103的尺寸C应当满足，其中D0为最高限速的安全停车视距。
步骤208，令所述驾驶员进入所述机动车104驾驶室，调节所述模拟隧道中间段101平均亮度L由小变大，记录所述驾驶员发现所述静态测试目标物B103所需要的静态最小亮度值Lf。。
步骤209，重新设定模拟隧道中间段101的色温与显色指数中的至少一个，重复步骤208，从而获取多组不同色温与显色指数对应的静态最小亮度值Lf，将色温为T0，显色指数为Ra0对应的静态亮度值Lf0为基准J，将不同色温与显色指数对应的静态最小亮度值Lf与J相比，求得不同色温与显色指数对应的视觉修正系数a。
步骤2010，求出不同光环境下隧道中间段的最小亮度值L0d为a与L0的乘积，即为隧道中间段的安全视认阈值。
实施例三
本发明的本实施例是将实施例一的方法应用于实际的隧道中间段中进行的测试。选取某省高速公路隧道中间段100测算其安全的最小亮度L。该某省高速公路隧道全长555m，最高限速为80km/h，隧道中间段光色环境为色温5700K、显色指数70，隧道内铺装沥青混凝土路面。随机抽取了6名机动车驾驶员作为被测试者，设置调节照明装置，设置不同的隧道内平均亮度，要求驾驶员驾驶机动车104以一定的速度从隧道外向隧道内行驶，并在行驶过程中对前方目标物106进行视认，以能否轻松快速的发现目标物103为判别标准，记录驾驶员对目标物103的视认情况。
在视认过程中分别采集驾驶员在试验路段上行驶时的视认信息和隧道中间段光环境信息，再根据本发明的模型进行隧道中间段亮度计算。驾驶员在隧道中间段不同亮度情况下对隧道中间段目标物进行视认，共采集样本30个，其中有效样本为24个，如表1所示。
表1某隧道中间段动态视认结果
经过偏相关分析，求得视认距离D与机动车104行驶速度相关性低，而与隧道中间段100亮度L相关性高，经过S型模型拟合，得到下式：
（1）
将光环境色温5700K，显色指数70对应的安全停车视距D0带入式（1）可求出此光环境下不同最高限制车速（60，80，100，120km/h）对应的隧道中间段最小亮度值L0，见表2，
| 最高限制车速（km/h) | 60 | 80 | 100 | 120 |
| 安全停车视距（m） | 75 | 110 | 160 | 210 |
| 最小亮度（cd/m2） | 0.54 | 0.8 | 1.4 | 3.0 |
表2隧道中间段合理亮度
实施例四
基于本发明的实施例二的方法，本发明的本实施例进行实际的模拟隧道的静态实验测试。选取某模拟隧道来模拟隧道中间段101，该模拟隧道中，可以对照明装置102选取各种照明灯具，使之对于隧道光环境参数如平均亮度、色温和显色指数更易于调节和测量，所述模拟隧道地面铺设与沥青混凝土路面接近的漫反射系列材料——改性沥青防水卷材。
色温的高低与光谱能量分布有关，光谱的组成是决定光源色温最重要的因素之一，由于人眼更习惯于自然的白天光谱，通过对白天的光谱成份调研发现，接近白天自然光的色温分布在5000K-6000K范围。现行隧道照明装置102中，钠灯的色温较低，多在3000K左右。并参考相关灯具厂家提供现有隧道灯具常用的色温，因此在本实施例中的照明装置102的灯具的色温选取3000K，4000K，5000K，5700K，6500K等5类色温水平进行测试。
光源显色性指数是衡量光源颜色品质的重要参数，表示物体在该光源照射下表现的颜色与标准光源（太阳光）照射下所表现颜色的相符程度，CIE把太阳光的显色指数规定为100。在现行隧道设计中，照明灯具光源的显色指数要求不小于70。因此本次实验显色指数选取了70，80，90等3种显色指数水平。将5种色温水平和3种显色指数进行实验方案设计，共计14组组合。
本实施例随机抽取12名视力正常的驾驶员，进行静态视认实验，采集不同光环境下的静态视认最小亮度值，结果如下表3。
表3不同光环境下静态视认最小亮度
将隧道中间段光环境为5700K,70的静态视认最小亮度值为基准，求出视觉修正系数a，进而求出不同光环境下满足视认距离的动态视认的最小亮度值，即L0d，结果见表4，此亮度值适用于自由流交通状况。
表5动态各灯具不同最高限速速度下最小亮度值
通过上述结果，就可设计某隧道中间段100不同光环境下满足最高限速下的最小亮度值L0d。
实施例五
本发明还提供了一种实现基于视认安全的隧道中间段照明标准测算方法的系统，包括隧道中间段子系统，所述隧道中间段子系统包括安装在隧道中间段100中的可调节输出功率的照明装置102，用于设置光环境；测试子系统，所述测试子系统包括放置在隧道中间段的目标物103、测试机动车104、亮度测量装置、色温测量装置、显色指数测量装置、速度测量装置、距离测量装置组成，用于进行动态、静态试验和采集测试数据；数据计算子系统，所述数据计算子系统包括计算机系统，用于对测试数据进行拟合与处理。
在传统隧道照明中，照明装置102多采用高压钠灯，色温较低，而在现行隧道设计中，多采用LED等新型照明光源，这些新型照明光源的色温与显色指数都可以选择。隧道照明灯具光源色温经统计多在3000K-6500K范围内，光由暖白向冷白过渡，视觉上也会有由黄光向白光过渡的变化，驾驶员的视认能力也受到影响；不同显色性条件下颜色的逼真程度不同，显色性高的光源对颜色的再现较好，人眼所看到的颜色也就较接近自然原色，显色性低的光源对颜色的再现较差，人眼所看到的颜色偏差也较大，在现行隧道设计中，照明灯具光源的显色指数要求不小于70。
本发明的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法的实施系统中的灯具102采用LED灯，且其色温可调节，为了测量方便，所述色温测量装置和显色指数测量装置都为同一个，为分光辐射照度计。
本发明的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法的实施系统中的亮度测量装置为亮度计，也可为照度仪，通过照度与亮度的关系求出亮度值，如先测量路面平均亮度值和平均照度值，再计算出路面平均照度换算系数，此系数就可用于照度与亮度的换算关系中，通过测量照度就可求出亮度；为了增加测量的效率和精确度，所述速度测量装置和距离测量装置为同一个，为非接触式速度仪。
对大客车而言，小客车视野开阔程度较低，相同环境下驾驶员对目标物的视认更加困难，按最不利原则，本发明的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法的实施系统可选择所述机动车104为小客车。
所述附图仅为示意性的并且未按比例画出。虽然已经结合优选实施例对本发明进行了描述，但应当理解本发明的保护范围并不局限于这里所描述的实施例。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于理解的。说明实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
Claims (10)
1.一种基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，包括以下步骤，
(a)设定隧道中间段的光环境，包括设定隧道中间段的色温为T0，设定显色指数为Ra0，设定平均亮度L；
(b)在所述隧道中间段放置目标物A，所述目标物A放置的位置距隧道中间段起点的距离大于所述隧道最高限速下的安全停车视距D0；
(c)令驾驶员以不同速度驾驶机动车向所述目标物A方向行驶，从而测量不同速度下驾驶员发现所述目标物A所需的视认距离D；
(d)重新设定隧道中间段的照明平均亮度L并重复步骤(b)和(c)，从而获取多组不同照明亮度L对应的视认距离D；
(e)根据上述获取的多组视认距离D和相应的隧道中间段的平均亮度值L，利用S模型对多组D与L数据进行拟合，求出D与L的关系模型公式为
(f)将所述隧道的最高限速下的安全停车视距D0代入到所述模型公式中，得出该种隧道光环境下所述隧道中间段所要求的动态最小亮度值L0。
2.根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在于，在步骤(f)之后还具有以下步骤：
(g)所述隧道为模拟隧道，在模拟隧道中间段中放置静态测试目标物B，将机动车停在距所述目标物B相距Ds处；设定隧道中间段色温为T0和显色指数为Ra0；
(h)令所述驾驶员进入所述机动车驾驶室，调节所述模拟隧道中间段平均亮度L由小变大，记录所述驾驶员发现所述静态测试目标物B所需要的静态最小亮度值Lf；
(i)重新设定模拟隧道中间段的色温与显色指数中的至少一个，重复步骤(h)，从而获取多组不同色温与显色指数对应的静态最小亮度值Lf，将色温为T0，显色指数为Ra0对应的静态亮度值Lf0为基准J，将不同色温与显色指数对应的静态最小亮度值Lf与J相比，求得不同色温与显色指数对应的视觉修正系数a；
(j)求出不同光环境下隧道中间段的最小亮度值L0d为a与L0的乘积，即为隧道中间段的安全视认阈值。
3.根据权利要求1或2所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在于，所述测量视认距离D的步骤采用安装在机动车辆中的非接触速度仪，当所述驾驶员发现所述目标物时触发非接触速度仪，记录一个位置，当所述驾驶员到达目标物所在位置时记录另一个位置，所述两个位置之间的距离差为视认距离D。
4.根据权利要求2所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在于，所述静态测试目标物B的尺寸C满足其中D0为最高限速安全停车视距。
5.根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在于，所述目标物A在所述隧道中间段中的位置为任意的；所述测量隧道色温和显色指数的步骤中采用分光辐射照度计。
6.根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在于，所述重新设定隧道中间段的照明亮度的步骤为改变隧道中间段的照明功率。
7.根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在于，所述多名驾驶员为随机选取的分布在不同年龄段、不同正常视力段和不同驾龄段的人员；所述机动车为小客车。
8.根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在于，所述测量亮度的步骤采用亮度计直接测量，或采用照度计，通过照度与亮度的关系，求出亮度。
9.一种实现权利要求1-8之一所述的基于视认安全的隧道中间段照明标准测算方法的系统，包括隧道中间段子系统，所述隧道中间段子系统包括安装在隧道中间段中的可调节输出功率的灯具，用于设置光环境；测试子系统，所述测试子系统包括放置在隧道中间段的目标物、测试机动车、亮度测量装置、色温测量装置、显色指数测量装置、速度测量装置、距离测量装置，用于采集测试数据；数据计算子系统，所述数据计算子系统包括计算机系统，用于对测试数据进行拟合与处理。
10.根据权利要求9所述的实现基于视认安全的隧道中间段照明标准测算方法的系统，其特征在于，在所述测试子系统中，所述色温测量装置和显色指数测量装置为分光辐射照度计；所述亮度测量装置为亮度计或为照度仪；所述速度测量装置和距离测量装置为非接触式速度仪；所述测试机动车为小客车。
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| CN107677365B (zh) * | 2017-10-19 | 2019-12-31 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 一种公路隧道照明亮度快速检测装置及方法 |
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