第35卷，第10期 2015年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
基于视觉功效法的公路照明光源性能分析
Vol.35,No.10 -pp2686-2690
October,2015
杨勇1.2，韩文元1.2，严明1.2，蒋海峰1.2，朱立伟1.2
1.交通运输部公路科学研究院，北京100088
2.公路交通安全技术交通行业重点实验室，北京100088
摘要中间视觉条件下人眼光谱效率函数表现为一系列的曲线，其峰值波长和强度受光源光谱、背景亮度等多方面的影响，光源对照明视认性的影响无法通过单一的光学参量进行表征。试验以视认反应时间作为评价指标，应用视觉功效法测试广不同速度条件下，人眼在不同照明环境中的视认性能，所选择光源包括高压钠灯、无极荧光灯和三种色温的白光LED，光源色温范围1958～5537K，背景亮度取值针对公路隧道基本段照明和一般室外道路照明，范围为1～5cd·m-2
，均在人眼中间视觉亮度范围内。统计试验结果显
示：在相同速度、亮度条件下，高色温光源对应的视认反应时间小于低色温光源；相同亮度条件下高速视标对应的反应时间小于低速视标，但测试截止时刻，低速视标在观紧者视场内的张角较高速视标更大。应用 MOVE模型计算得到测试光源所形成不同发射光谱、不同背景亮度条件下的人眼中间视觉等效亮度，与明视觉亮度测试结果比较，中间视觉等效亮度对应的反应时间曲线标准差系数CV更小，显示中间视觉条件下不同光源等效亮度与明视觉亮度的差异是造成视认性差异的原因之一，由于白光LED光源的GaN芯片发射光谱峰值与中间视觉光谱效率函数的峰值波长较为接近，高色温白光LED的照明视认效果优于低色温白
光LED和无极荧光灯，峰值位于Na特征谱线附近的高压钠灯照明视认效果较差。关键词视觉功效法；反应时间；等效亮度；标准差系数：中间视觉
中图分类号：U491.5文献标识码：A
引言
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2015)10-2686-05
异越来越受到重视。
鉴于光源光谱对人眼视觉感知作用的多元性，光学指标测试很难系统、全面的反映光源照明质量，尤其是对驾驶安
照明是保障公路运营安全，提高通行效率的重要措施"。长期以来，公路领域应用最为广泛的照明光源是高压钠灯，由于其发射光谱的单一性，光源的色温、显色指数，以及与人眼光谱效率函数的匹配关系对照明质量的影响被忽略，在设计、评价和运营阶段，亮度指标成为兼顾交通安全和运营成本的唯一要素。
近年来，随着白光LED、无极荧光灯等新型照明光源在公路照明领域的大量应用，光源发射光谱差异对驾驶人员视觉感知的影响日益显著[2.3]。在部分采用新型照明光源的照明工程中，色温、显色指数等指标已经被纳人设计、评价方案，但就指标数据而言，其对驾驶人员视觉效果的影响关系尚未确立，而光源光谱差异对中间视觉条件下人眼视亮度感知的影响更是被忽略。随着人眼中间视觉研究的不断深入-7]，在公路照明设计及评价中，人眼光谱波长响应的差
收稿日期：2014-10-28，修订日期：2015-02-10
全性的影响。在此情况下，视觉功效法被应用于光源和照明环境的评价，该方法以人做为试验研究的“黑箱”，通过反应时间、识别阅值等指标分析光源的照明效果[8-111。
视觉功效法研究一股采用静态试验分析照明环境条件对观察者视认反应能力的影响口，而公路照明则是为处于动态条件下的驾要人员提供服务，因此，具备动态特点的视觉功效法试验能够更好的评价照明环境水平，且可以分析不同速度条件对视认能力的影响。现阶股动态条件下的照明质量评价尚没有统一的方法，针对公路隧道照明亮度需求和速度特点的研究非常缺乏基础数据，
为了更为高效、合理的发挥新型照明光源的潜力，实验通过具有动态视标模拟功能的反应时间测试系统，分析了不同光源、环境背景亮度条件下的人眼视认性能，
基金项目：国家自然科学基金项目(61104161），交通运输部应用基础研究项目(2013319223160)资助
作者简介：杨男，1981年生，交通运输部公路科学研究院高级工程师
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