《道路交通中眩光现象及解决策略》-工学论文，工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

道路交通中眩光现象及解决策略

范文

吴现濮　杨家阔

摘要：汽车在道路中行驶，一方面适度的光照为行车提供了环境亮度和视觉引导，另一方面不合理的光照为行车安全造成干扰。本文根据对眩光原理的分析，结合常见眩光现象，给出了眩光解决的建议，并提出应将道路照明纳入总体设计的提议。

Abstract： When the car is driving on the road， illumination plays an important role. On the one hand， moderate illumination provides environmental brightness and visual guidance for driving， on the other hand， unreasonable illumination interferes with driving safety. Based on the analysis of glare principle and common glare phenomena， this paper gives some suggestions to solve glare. In addition， the suggestion that road lighting should be included in the overall design is put forward.

關键词：眩光;失能眩光;不舒适眩光;导光管

Key words： glare;disability glare;discomfort glare;light guide

中图分类号：TU113.6+44? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2019）28-0233-03

1? 眩光对驾驶员的影响

驾驶员对行车中的状况进行认知响应分为三个阶段：感知阶段、判断阶段、响应阶段。在道路交通事故中，三个阶段失误导致的事故比例分别为48.1%，36%及7.8%。在感知阶段，正确及时的感知收集道路上的信息是在判断阶段判断阶段和响应阶段能够正确运作的基础，驾驶人员通过视觉获得的信息占所有信息的80%～90%。光照对驾驶员的视觉感知和心理都具有很大影响。

眩光根据对人的影响主要包括失能眩光和不舒适眩光。其中失能眩光主要影响人的视觉感知;不舒适眩光主要影响人的判断及响应速度。

当眩光引起降低道路交通环境的视觉功效和可见度（不一定产生不舒适感）时，眩光为失能眩光。人眼对外界光环境的适应由锥状细胞和杆状细胞共同作用，其中锥状细胞感光阈值较高，杆状细胞感光阈值较低，在不同亮度切换过程中，两种细胞工作比例变化需要必要的切换时间，及眩光存在时间，也称为眩光恢复时间。

道路照明失能眩光的表征值为TI，也可用TI（%）描述。

当眩光未降低视觉效果和可见度，但引起驾驶员不舒适感时，为不舒适眩光。如隧道中基本照明灯具或高架护栏灯具布置间距不合理，造成高亮度的光源在人视网膜中迅速成像迅速消失，即频闪效应会影响驾驶员的心率增长率，反映为驾驶员的烦躁、紧张、焦虑等短暂情绪反映，从而影响驾车安全。不舒适眩光可用G值表征（表2）。

道路照明很常见的一个不舒适眩光类型为频闪效应，其基理为由于人眼睛有视觉的暂留效应。当物体（照明光源）相对人眼快速移动时，在眼睛的视网膜上留下该物体的象，并通过视觉神经传入大脑皮层形成视觉形象。在频闪发光物体消失后，人眼视网膜上的象并不立即消失，还会保留大约0.1秒的时间。当光源设置间距在相对行车速度下频率为2.5Hz～15Hz，且光源在行车视野区间内时，对人眼有眩光影响。

2? 影响眩光强度的参数

眩光构成的主要参数包括眩光强度、背景亮度、光源类型、眩光源角度等，对其分析如下：

①眩光强度：道路照明中的眩光强度为引起眩光的光源的照度值;对电光照明来说，光源功率越高，发光强度越大引起的眩光约严重。

②背景亮度：道路照明的背景亮度一般为光源提供的路面亮度，背景照度越低，眩光恢复时间越长。结合背景照度情况，白天道路行车一般处于亮视觉状态（L≥3cd/m2，锥状细胞起主要作用）;有道路照明的夜间行车为中间视觉状态（L=0.001～3cd/m2，锥状细胞和杆状细胞同时作用）;无道路照明的夜间行车为暗视觉环境状态（L≤0.001cd/m2，杆状细胞起主要作用;此时只能看到环境的明暗，无法看到色彩）。

③光源类型：光源波长越短越引起眩光;即光色越冷，眩光恢复时间越长。对照明光源，色温越高，起主要作用的光线波长越短;眩光恢复时间，高色温LED光源>中色温LED光源>低色温高压钠灯。

④眩光源角度：当照明光源位到驾驶人员视野视角范围内（以驾驶员正常行车视野方向为中心线，与车速有关，如40km/h为100°;60km/h时为75°;80km/h时为60°;100km/h为40°等;当夹角在5°～20°时眩光效果最明显）时，驾驶人员就有受到照明灯具产生眩光影响的可能。

⑤其他：包括眩光和眩光作用时间、驾驶员身体、视觉、心理、状态等个人状况有关。

根据有关研究，自暗环境至明环境，明适应需1min时间;自名环境至暗环境，暗适应一般需要5～15min，安全适应需要30min。为保证适应时间内不影响行车安全，一般采用设置过渡照明的方式减少眩光适应时间，从而降低眩光阈值。

接下来根据以上理论分析，结合道路实际情况，对一些实际存在的眩光现象进行分析研究并给出解决方案的建议。

3? 常见眩光现象举例

3.1 并列高架桥下眩光（见图1）

在城市高架桥路段，两幅高架桥间如间距太近;将导致有太阳照射区域和未照到区域照度差过大。据测量在夏至时段，未照射到区域照度在300lx，照射区域在43000lx。沥青路面地面照度亮度比取15lx/（cd·m-2）。自未照射区域视照射区域为白洞效应;自照射区域视未照射区域视野为黑洞效应。

3.2 隧道镂空段眩光（见图2）

一般用于城市隧道，在隧道洞口或洞内设置有镂空段，一般洞内镂空段用于风段划分;洞口主要考虑结构要求及敷土条件不便利等情况。由于镂空下在一定时间段内有太阳直射情况，造成直射地面及非直射地面亮度對比过大，形成失能眩光，同时若承重柱间距布置不合理，易造成频闪效应，即不舒适眩光。

3.3 高架桥或高速声屏障、防落网造成的闪烁效应（见图3）

高架桥或高速公路声屏障和防落网等如格栅设置间距不合理，在频闪范围内，将造成阳光在格栅内摄入道路空间内时形成频闪效应。

3.4 灯具设置不合理造成眩光（见图4）

包括匝道护栏灯遮光角控制不满足安全需求，同时布灯间距在频闪范围内;高杆灯灯具设置距离路面高度差太小，灯具角度设置不合理;地面道路灯杆方向控制不合理光源暴露在交叉或平行高架道路行车视野;长坡路段夜间行车灯光对对向车道行车影响等。一般情况下当眩光源与环境照度差较小时，形成不舒适眩光;照度差较大时，可形成失能眩光。

4? 解决策略

对眩光现象处理，最基本的方法应为消除眩光源，但结合客观条件，眩光源并非都能消除，因此结合对失能眩光和不舒适眩光的理论分析，从眩光影响参数入手，针对各个眩光现象特点，给出解决建议。

4.1 降低眩光强度

如高架声屏障、隧道镂空段投光顶棚可降低屏障透光率，选用较低透光率或深色材质;对长坡路段在中分带特殊处理眩光板尺寸及密度，或在有条件路段设置中分带行道树等，具体设置要求可参照西南交通大学宋洪飞著《道路交通眩目规律及其控制技术的研究》。

4.2 合理设置背景亮度

如在夜间可对存在不可消除的眩光路段，提高道路照明亮度;隧道洞口设置出入口过渡照明，从而减少眩光恢复时间。在双高架并列路段下，可采用导光管等提高非照射区域的地面亮度及环境照度，亮度选择可参照公路隧道照明入口段折光系数设置对照射区域进行折减;导光管选择和计算可参照《照明设计手册（第三版）》相关章节。

4.3 选择合理的照明光源及照射角度

LED灯由于其自身特点，其配光选用透光配光，非反射配光;在道路照明应用中，低位照明和高杆灯照明设置时应根据照射区域合理选择灯具及灯组配光;高杆灯设置时，灯具与路面高度差应满足投射角、照射面积要求;具体可参考《照明设计手册（第三版）》相关章节及照明工程学报中李涛著《大功率LED在高架匝道上的应用研究》有关描述。

5? 结论

道路光照处理对道路行车安全至关重要，因此建议在道路设计时，应将道路照明、光处理纳入总体设计考虑;总体路线、交安、绿化、隧道、桥梁等设计时均应结合照明专业意见;避免因不合理的照明及光照处理，造成行车事故。

参考文献：

[1]刘锡成.眩光对夜间驾车视觉工作影响研究[D].重庆：重庆大学建筑城管学院，2007.

[2]李默楠.基于驾驶员心率变化的隧道照明频闪频率的研究[J].照明工程学报，2015，26（6）：80-86.

[3]姚亚纬.护栏照明方式的立交桥道路照明失能眩光控制指标研究[D].天津：天津大学，2014.

[4]宋洪飞.道路交通眩目规律及其控制技术的研究[D].四川成都：西南交通大学，2010.

[5]崔铁山.城市道路照明建设及其节能改造研究[J].价值工程，2011，30（19）：20-21.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。