CN110778986A - 一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法 - Google Patents

一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法 Download PDF

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Abstract

一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法涉及公路照明技术领域，适用于低能见度路段照明，包括：灯箱，固定设置在护栏上；高色温LED灯珠，设置在灯箱的内部；聚光透镜，设置在灯箱的内部，且与LED灯珠相连；透明窗，设置在灯箱的外部，且四周与灯箱拆卸连接；灯罩，设置在灯箱的顶部。本发明提供的雾灯采用有利于低能见度环境下视认的光源特性及配光参数，能够提高驾驶人员或行人的视认能力，使驾驶员在雾天能够清晰地看清远处的障碍物，同时能够看到前车行驶轨迹，从而采取行动及时避开障碍物及车辆，避免交通事故的发生，有效地确保驾驶人及行人的生命健康。

Description

一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法
技术领域
本发明涉及公路照明技术领域，具体涉及一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法。
背景技术
路灯，是一种给道路提供照明功能的灯具，一般广泛应用在道路交通中，给行人或驾驶员在黑夜或雾天提供光亮，从而增强他们的视认效果。在雾天，自然光光线被雾滴粒子散射，模糊了目标物与背景的差异和亮度对比，也就削弱了引导驾驶员安全行车所需的视觉能力和信息。人眼对道路、交通及环境大部分信息获取缺失，驾驶员在视认过程的知觉阶段产生障碍，会影响其后续的思考决策阶段和操纵阶段。在雾区路段合理的设置人造光源可以提升低能见度情况下人眼获取信息的能力，即提升驾驶员的行车视距。因此，为改善低能见度条件下驾驶员安全视认前方道路交通条件的能力，确保驾驶员的人生安全，在雾区路段需要设置一些可以提高驾驶员行车安全视距的雾灯，从而改善驾驶员准确地获得视觉信息及其变化的能力，即道路上的障碍物和车辆运行情况、线形条件、路面条件及雾区环境交通设施情况，有效改善驾驶视认效率、视认距离及感知能力。
目前市场上大多数路灯一般都是使用低于3000K的低色温光源且不聚光，不能穿透雾，因为低色温光源的光谱中短波所占的比例减少，其发射能量就会减少，所以光源的照射能力就会降低，造成驾驶员不容易看清前方的视野，故该目前低色温光源所发出的光源质量对于驾驶员很难准确且快速地判断出视认目标物，从而造成驾驶员视觉疲劳，所以该目前低色温光源的雾灯会影响驾驶员在大雾天驾车，无法满足驾驶员对障碍物的高效视认，造成驾驶员因视线模糊，看不清远处的障碍物，从而会发生交通事故，危及驾驶员的生命。
发明内容
因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中的使用低色温光源的路灯，其发射能量的强度不高，照射能力也会降低，不能实现聚光功能，在有雾天气下，光线被雾滴粒子散射，造成驾驶员或行人的行车视距降低，容易发生交通事故。
为此，本发明实施例提供了如下技术方案：
本发明实施例提供一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法，均匀地排列设置在道路两侧的护栏上，所述路灯用于雾区低能见度路段照明，包括：灯箱，固定设置在所述护栏上；高色温LED灯珠，设置在所述灯箱的内部；聚光透镜，设置在灯箱的内部，且与LED灯珠相连；透明窗，设置在所述灯箱的外部，且四周与所述灯箱拆卸连接；灯罩，设置在所述灯箱的顶部。
可选地，所述高色温LED灯珠的色温范围为7000K-10000K，显色指数大于或者等于70。
可选地，所述高色温LED灯珠照到地面上的亮度大于或者等于0.5cd/cm2。
可选地，所述聚光透镜配光角6-8度，行车道两侧灯光光强峰值分别在两侧行车道中心位置。
可选地，所述灯箱距离地面的垂直高度在0.7m-1.5m之间,且在所述护栏上的每两个所述灯箱的安装间隔在4m-8m之间，从而确保在浓雾条件下后车可看到前车行驶轨迹。
可选地，行车方向左侧路灯水平发光角度在60°-70°之间，垂直发光角度在5°-10°之间；行车方向右侧路灯水平发光角度50°-60°之间°，垂直发光角度在5°-10°之间。
本发明实施例技术方案，具有如下优点：
本发明提供一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法，适用于雾区低能见度路段照明，包括：灯箱，固定设置在护栏上；高色温LED灯珠，设置在灯箱的内部；聚光透镜，设置在灯箱的内部，且与LED灯珠相连；透明窗，设置在灯箱的外部，且四周与灯箱拆卸连接；灯罩，设置在灯箱的顶部。本发明提供的路灯采用高色温LED灯珠，能够提高驾驶人员或行人的视认能力，采用聚光透镜实现聚光的功能，灯珠透镜采用配光角为6-8度，行车道两侧雾灯光强峰值分别在两侧行车道中心位置，在路面出现障碍物或车辆时，驾驶员可以及时发现道路前方情况，做出应对措施，从而使驾驶员能够在雾天安全行驶，能很清晰地看清远处的障碍物，清晰辨识前方车辆的行驶轨迹，并且能够及时避开障碍物及前方车辆，避免交通事故的发生，故有效地确保驾驶人员的生命健康。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中雾灯的结构示意图；
图2为本发明实施例1中雾灯的左侧发光角度的俯视图；
图3为本发明实施例1中雾灯的左侧发光角度的正视图；
图4为本发明实施例1中雾灯的右侧发光角度的俯视图；
图5为本发明实施例1中雾灯的右侧发光角度的正视图；
图6为本发明实施例2中照度为2Lx时的折线图；
图7为本发明实施例2中照度为3Lx时的折线图；
图8为本发明实施例3中不同能见度下雾灯对驾驶员行车视距的提升效果。
图9为本发明实施例3中雾灯的实施效果图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供了一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法，均匀地排列设置在道路两侧的护栏上，本实施例中的路灯用于雾区路段照明，如图1所示，包括：灯箱1，固定设置在护栏上，其中，灯箱1距离地面的垂直高度在0.7m-1.5m之间,且在护栏上的每两个灯箱1的安装间隔在4m-8m之间；高色温LED灯珠2，设置在灯箱1的内部；聚光透镜3，设置在灯箱1的内部，且与LED灯珠相连；透明窗4，设置在灯箱1的外部，且四周与灯箱1拆卸连接；灯罩5，设置在灯箱1的顶部。
具体地，灯箱1通过一些螺钉固定安装在道路两侧的护栏上，主要用于保护设置在其内部的高色温LED灯珠2，一方面防止雨水浸入高色温灯珠，另一方面可以聚集灯光的照射，从而提高光照强度。聚光透镜3，设置在灯箱的内部，且与LED灯珠相连，将LED灯珠的大角度光汇聚成6-8度，从而提高光照强度，实现聚光的功能，提高雾天的穿透性。透明窗4是一种采用透明材质制作的类似玻璃的窗户使光照可以直接透传照射，使得高色温LED灯珠2通过透明窗4发出的光线向着道路前进的方向照射，也是为了保护高色温LED灯珠2不受灰尘和雨水的侵袭。灯罩5安装在灯箱1的顶部，其作用也是用来防止灰尘、雨水的落入以及阳光的长时间照射。
作为一种实现方式，本实施例中的路灯，高色温LED灯珠2的色温范围为7000K-10000K。色温表示光源光谱质量最通用的指标，由光源相对光谱功率分布决定的，单位为K(开尔文)。
具体地，高色温LED灯珠2设置在灯箱1的内部，制成8000K-9000K色温的成品光源，接通电极后，白色光的色温为8055K左右，光色为冷白偏蓝，蓝色荧光峰的凸显，在保证高色温的同时提高了该白光冷白效果。其中，雾区路段照射时，高色温LED灯珠2主要发射出白光，因为通过驾驶员的视认能力和光谱特性可以发现，白光在雾中的穿透能力较强，照射面积大，容易满足驾驶员视野内的亮度。聚光透镜3采用配光角为6-8度，从而增强雾灯的穿透能力，同时确保行车道两侧雾灯光强峰值分别在两侧行车道中心位置，使得驾驶员可及时发现前方车辆。
作为一种实现方式，本实施例中的路灯，高色温LED灯珠2的显色指数大于或者等于70。高色温LED灯珠2照到地面上的亮度大于或者等于0.5cd/cm2。
具体地，显色指数指在具有合理允许的色适应状态下，被测光源照明物体的心理物理色与参比光源照明同一色样的心理物理色符合程度的度量。本实施例中的路灯，高色温LED灯珠2的显色指数选择大于或者等于70，适应于中等显色性的场所。亮度表示指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量，也指画面的明亮程度，单位是堪德拉每平米(cd/m2)，本实施例中的高色温LED灯珠2照到地面上的亮度大于或者等于0.5cd/cm2，其亮度效果最佳，驾驶员不会因为单位面积上的光亮太暗而看不清目标障碍物。
作为一种实现方式，本实施例中的路灯，行车方向左侧路灯水平发光角度在60°-70°之间，垂直发光角度在5°-10°之间；行车方向右侧路灯水平发光角度50°-60°之间°，垂直发光角度在5°-10°之间。
具体地，此处的行车方向指单向行车方向，在行车方向的两侧护栏上的所有路灯。如图2所示，为行车道左侧护栏上的路灯的发光角度的俯视图，中央分隔带路肩为0.75m,行车道宽度为3.75m,峰值光强位置为行车道中心线，左侧护栏上的每两个路灯的安装间隔为6m,在水平的发光角度为61°；如图3所示，为行车道左侧的正视图，中央分隔带路肩为0.75m,行车道宽度为3.75m,峰值光强位置为行车道中心线，左侧雾灯的垂直发光角度为9°；如图4所示，为行车道右侧护护栏上的路灯的发光角度的俯视图，硬路肩和土路肩宽度为2.75m,行车道宽为3.75m,峰值光强位置为行车道中心线，在水平的发光角度为54°；如图5所示，为行车道右侧护护栏上的路灯的发光角度的正视图，垂直发光角度为7°。为了提高照射面积，在水平和垂直方向的不同角度提供光亮，从而增强照射效果，同时确保车辆行驶时能够看到前车行驶轨迹。
实施例2
本实施例提供一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法，应用于雾区路段照明。本实施例通过对雾生成机理的分析，模拟雾区环境进行实验，研究雾对驾驶员视认的影响，得出光源照度、能见度相同的情况，驾驶员的视认距离随着色温的增大而提高。
具体地，选择一个无行车的道路，为了使护栏的两侧的实验环境可控，不受顶面、侧面及地面材料反光的影响，采用黑布覆盖、营造黑夜效果。本实施例中的路灯的色温范围为7000K-10000K，为了使实验效果突出，本次实验再选择目前绿色节能的不同色温的LED光源作为参考，分别选取的色温参数为2700K、4000K、4500K、5000K以及本实施例中的路灯。另外，采用反射率为20％的灰色正方体作为目标物，因为在公路照明中，目标物的对比度是人眼识别障碍物实质性因素，目标物的亮度和背景亮度构成目标物对比度，如果目标物亮度接近背景亮度，则无论保持多高的路面亮度，其可见度低，易造成危险状况。由于灰色物体与公路常采用的沥青混泥土路面对比度较低，所以采用灰色作为驾驶视认目标颜色。在实验时，选取设计速度为80km/h的安全停车视距作为静态视认距离，按照等比例缩小计算。
具体地，隔离被试人员将小目标物置于距离被试人员5.5m处，逐渐增加或减小雾区中能见度情况下，分别更换不同尺寸的小目标物或被试人员至小目标物的距离。此时，询问被试人员的视认情况：(1)是否存在目标物；(2)目标物的形状；(3)目标物的颜色，并记录在一般清楚的目标物在2700K、4000K、4500K、5000K以及本实施例中路灯中的实验结果。使用照度计采集在当前的照度分别为0.5Lx、1Lx、1.5Lx、2Lx、3Lx的上述不同色温的能见度、视距，并得出数据绘制折线图，如图6和图7所示，分别选取照度为2Lx和3Lx的折线图，观察并分析结果，综合可以看出，高色温的光源更能满足驾驶员的视认需求，所以得出结论就是高色温的光源，在光照强度相同、能见度相同时，高色温的光源更能满足驾驶员的视认需求。
实施例3
本实施例提供了一种提高行车安全视距的雾灯及设置方法，适用于雾区路段照明。本实施例通过室外交通环境，不同光源特性条件下，测试驾驶员在不同能见度下对小目标物视认能力差异，验证了高色温LED灯珠及配光角度可有效提高雾天驾驶员的行车视距。
具体地，选择一个实际高速公路安装雾灯满足所述要求的8300k高色温15W雾灯，配光角6-8度，聚光；在护栏上的每两个灯箱的安装间隔为6m；行车道两侧灯光光强峰值分别在两侧行车道中心位置。在雾区白天及夜间低能见度情况下，分别调节雾灯功率，在不同行驶速度下测量驾驶员的行车视距。
具体地，在有雾条件下，将试验人员将灰色目标物放置在雾区路段的路面固定位置驾驶员分别以不同行驶速度行驶进入到雾区路段，当驾驶员说看到目标物时，GPS操作人员打点，驾驶员经过目标物时，同样进行打点，同时记录能见度和时间。从而得到不同能见度下雾灯功率对驾驶员行车视距的影响，如图8所示。可以看出雾灯能够在夜间低能见度水平下明显提升驾驶员的视认能力。所以验证了本实例中的路灯可以更好地满足要求，在雾区路段能更好地提高驾驶员的视认能力，同时确保车辆行驶时能够看到前车行驶轨迹，从而保障驾驶员雾天行驶安全，确保驾驶员的生命安全。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种提高行车安全视距的雾灯，其特征在于，包括：
灯箱，固定设置在护栏上；
高色温LED灯珠，设置在所述灯箱的内部；所述高色温LED灯珠的色温范围为7000K-10000K，显色指数大于或者等于70；
聚光透镜，设置在所述灯箱的内部，与高色温LED灯珠相连；
透明窗，设置在所述灯箱的外部，且四周与所述灯箱连接；
灯罩，设置在所述灯箱的顶部。
2.设置如权利要求1所述雾灯的方法，其特征在于，所述聚光透镜配光角6-8度，行车道两侧灯光光强峰值分别在两侧行车道中心位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述灯箱距离地面的垂直高度在0.7m-1.5m之间,且在所述护栏上的每两个相邻灯箱的安装间隔在4m-8m之间。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，行车方向左侧路灯水平发光角度在60°-70°之间，垂直发光角度在5°-10°之间；行车方向右侧路灯水平发光角度50°-60°之间°，垂直发光角度在5°-10°之间。
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