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基于视觉功效法及行人穿行情况下的LED道路照明功效研究
发布时间:2018-09-20 14:43:56   来源:    浏览次数:

基于视觉功效法及行人穿行情况下的LED道路照明功效研究宋佳音马剑刘刚(天津大学天津市建筑物理环境与生态技术重点。观察者在道路模型一端...

基于视觉功效法及行人穿行情况下的LED道路照明功效研究宋佳音马剑刘刚(天津大学天津市建筑物理环境与生态技术重点。观察者在道路模型一端通过不同视场角的观察孔进行测试,在不同的道路亮度环境中记录下障碍物从运动到被发现的反应时间,。

  4种光源在三种对比度下的反应时间路面亮度(cd/m2)视标对比度C光源高压钠灯C1=0.5时路面亮度与反应时间关系C2=0.4时路面亮度与反应时间关系C3=0.3时路面亮度与反应时间关系由表1可以看出三种对比度下的。表2 3种对比度下反应时间与路面亮度x的拟合函数关系式对比度函数关系式拟合系数高压钠灯4光源光谱对反应时间影响研究通过对4种光源特性的测试结果和之前反应时间测试结果进行对比研究,得到影响反应时间的机理。经过测试得到4种光源的光谱,如所示。

  提取光源测试结果的主要参数进行整理,得到表3,根据主要参数和对比度为0. 4时的反应时间逐项进行对比研究。

  4种光源光谱表3反应时间与4种光源参数对比高压钠灯路面亮度为0.001cd/ m2时反应时间(ms)路面亮度为0.1cd/m2时反应时间(ms)路面亮度为3.2cd/m2时反应时间(ms)色温(K)显色性450nm波长相对光谱540nm波长相对光谱610nm波长相对光谱500nm波长相对光谱580nm波长相对光谱4.1色温对反应时间的影响由表3的数据可见虽然高压钠灯与LED1的色温相差很小,但是他们之间在低路面亮度(0.001cd/m2)环境中的反应时间相差却很大,而LED1与LED2和LED2与LED3之间在低路面亮度(0.001cd/m2)时反应时间的差异远远不及色温的差异。4种光源都具有反应时间随色温上升而减小的趋势,但色温和反应时间的关系并不是严谨的呈线性函数的关系。因此可以推断高压钠灯与LED灯之间反应时间的差距并不仅仅是因为色温的差异而导致的,或许有其他因素影响着被试者的视觉功效。4.2显色性对反应时间的影响由表3可以看到高压钠灯的显色性最低只有20%,而色温与其相近的LED1的显色性可以达到73%.随着显色性的大幅提高,可以看到在低路面亮度等级(0.001cd/m2)时的反应时间LED1要比高压钠灯减小114.4ms,在中高路面亮度等级(0.1cd/m2)和高路面亮度等级(3.)时的反应时间则比高压钠灯略小。3种LED灯的显色性相差不大,最小的LED1与最大的LED3相差只有3. 5%.相应三种LED灯在低、中、高三种路面亮度等级下反应时间相差也不大,在相差最大的低路面亮度(O.OOlcd/m2)下LED1与LED2反应时间相差48.与LED3之间相差只有19. 98ms;而在中、高路面亮度等级下反应时间更是相差无几,甚至在高路面亮度等级下LED2的反应时间比LED3还小0.时间表现出来的规律与4种光源显色性的差异吻合,可见光源显色性与反应时间之间的关系更为密切,而且这个规律在低路面亮度的环境中更适用,而在中、高路面亮度的环境中这个规律虽然还存在但是随着路面亮度的提高这个规律在被削弱。

  4.3光源光谱对反应时间影响通过表3可以发现,对光源显色性产生正影响的450nm和540nm波长处高压钠灯的相对光谱缺失,也就是高压钠灯内缺少蓝色和绿色波长光的成份,这些是在低亮度等级(0.001cd/m2)下LED1的反应时间远远小于高压钠灯的主要原因。随着路面亮度等级的提高,450nm和540nm波长光的能量多少对反应时间影响在减弱。

  长处能量值越大反应时间越短,580nm波长处能量值越大反应时间越长。这种规律在低路面亮度等级(0.001cd/m2)下十分突出,而随着路面亮度的增加,在中路面亮度等级(0.1cd/m2)和高路面亮度等级(3.2cd/m2)这种趋势在降低。

  5结论通过对反应时间的测试数据的分析可以得到,在0.001~3.2cd/m2的路面亮度范围内,LED的反应时间整体小于高压钠灯,可见LED灯的视觉效率要明显高于高压钠灯。而且随着对比度的变大,4种光源的反应时间整体在降低。

  软件对反应时间与路面亮度的关系进行拟和分析,得到不同对比度下的反应时间y与路面亮度x之间的函数关系式,且拟合关系很好。

  根据4种光源的光谱特性与反应时间之间的对比研究发现,光源显色性对反应时间的影响较色温更为密切。且对光源显色性有主要影响的450nm、540nm波长能量对反应时间同样产生正影响,而580nm波长能量对反应时间产生负影响,但这些影响随着路面亮度等级的提高在降低。

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