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淺談道路照明的無效光幕區(qū)域
發(fā)布時間:2019-11-26
為提高照度均勻度,現行照明方式需要將高燈位光源以下的空間盡可能均勻照亮。結果是在道路前方斷面形成高于10米的上方光幕區(qū)。但事實上,對于封閉的快速道路,機動車駕駛員僅需觀察路面及前方障礙物情況而不需要同時觀察道路以外目標以及路面上方10M高目標的情況。因此,道路照明并不需要將道路以外和路面上方按10M高的空間照亮。據此,路面上方光幕區(qū)可降低到一半甚至更低,我們將一高度內的光幕空間稱為有效光幕區(qū)域,駕駛員識別道路路面和前方障礙物主要靠這一光幕區(qū)內的照明才有意義,無效光幕區(qū)域接近全部照明區(qū)域近一半,這無疑是巨大的能量浪費。
另一方面,根據平方反比定律,現行高燈位照明方式的照度在垂直方向的分布規(guī)律是上亮下暗。這使得處于上部的無效光幕區(qū)域的照度會高于位于下部的有效光幕區(qū)的照度,這表明現行照明方式在照度分布上同樣的合理。
為保證道路上較好的照明均勻性,現行主流道路照明方式中,路燈典型蝙蝠型配光。如果我們將光源入射方向與機車先驅方向相同的照明稱為“順向照明”,與機動車行駛方向相反的照明稱為“逆向照明”,那么,現行道路照明方式是由高燈位順向照明與高燈位逆向照明兩種照明的組合。
在三維道路空間模型下,若不考慮路面反射作用,順向照明在駕駛員視網膜照度分量趨于0.這說明,即使在效照明區(qū)域內,順向照明也不能為駕駛員視網膜提供有效的照明照度。同樣可以證明,在三維道路空間模型下,在高燈位條件下,逆向照明的無效照明分量均大于有效照明分量。
事實上,不但,無效照明區(qū)域內的照明為無效照明,即使有效區(qū)域內,也僅有部分可以提供有效照明,但在現行照明方式下,由于有效照明區(qū)域內存在大量的無效照明,這對于路面照明能量功效極低。
現行照明方式中,對于空間照明是通過路燈的順向照明分量進行的。
由余弦定律,當路燈照射前方物體時,為實現辨識前主障礙物的目的,駕駛員的視線方向幾乎與路面平行,垂直照度是觀察的主要分量。
現行照明方式主要以水平照度評價末能反映這一事實。原因在于,人視條件與車視條件的不同。正常工作時,人眼視軸近于垂直于工作面,故工作面照度通常為水平照度,照度越高,人感受到工作面越亮,這就是人視條件的照明,極端條件是,入射光軸與人眼均垂直于工作面,人眼感受到工作面“最亮”。
車視條件則不同,駕駛員視線為向前,幾乎與路面平行,在光源光強一定的條件下,空間垂直照度與水平照度的關系是,垂直照度越高,水平視度越小。
在人視條件與車視條件下,前方物體亮度的有效與無效分量恰恰相反。高燈位的存在,使得僅有的照明也含有大比例的無效分量。
另一方面,根據平方反比定律,現行高燈位照明方式的照度在垂直方向的分布規(guī)律是上亮下暗。這使得處于上部的無效光幕區(qū)域的照度會高于位于下部的有效光幕區(qū)的照度,這表明現行照明方式在照度分布上同樣的合理。
為保證道路上較好的照明均勻性,現行主流道路照明方式中,路燈典型蝙蝠型配光。如果我們將光源入射方向與機車先驅方向相同的照明稱為“順向照明”,與機動車行駛方向相反的照明稱為“逆向照明”,那么,現行道路照明方式是由高燈位順向照明與高燈位逆向照明兩種照明的組合。
在三維道路空間模型下,若不考慮路面反射作用,順向照明在駕駛員視網膜照度分量趨于0.這說明,即使在效照明區(qū)域內,順向照明也不能為駕駛員視網膜提供有效的照明照度。同樣可以證明,在三維道路空間模型下,在高燈位條件下,逆向照明的無效照明分量均大于有效照明分量。
事實上,不但,無效照明區(qū)域內的照明為無效照明,即使有效區(qū)域內,也僅有部分可以提供有效照明,但在現行照明方式下,由于有效照明區(qū)域內存在大量的無效照明,這對于路面照明能量功效極低。
現行照明方式中,對于空間照明是通過路燈的順向照明分量進行的。
由余弦定律,當路燈照射前方物體時,為實現辨識前主障礙物的目的,駕駛員的視線方向幾乎與路面平行,垂直照度是觀察的主要分量。
現行照明方式主要以水平照度評價末能反映這一事實。原因在于,人視條件與車視條件的不同。正常工作時,人眼視軸近于垂直于工作面,故工作面照度通常為水平照度,照度越高,人感受到工作面越亮,這就是人視條件的照明,極端條件是,入射光軸與人眼均垂直于工作面,人眼感受到工作面“最亮”。
車視條件則不同,駕駛員視線為向前,幾乎與路面平行,在光源光強一定的條件下,空間垂直照度與水平照度的關系是,垂直照度越高,水平視度越小。
在人視條件與車視條件下,前方物體亮度的有效與無效分量恰恰相反。高燈位的存在,使得僅有的照明也含有大比例的無效分量。
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