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              基于視覺功效法及行人穿行情況下的LED道路照明功效研究
               

              基于視覺功效法及行人穿行情況下的LED道路照明功效研究宋佳音馬劍劉剛(天津大學天津市建筑物理環境與生態技術重點。觀察者在道路模型一端通過不同視場角的觀察孔進行測試,在不同的道路亮度環境中記錄下障礙物從運動到被發現的反應時間,。

                4種光源在三種對比度下的反應時間路面亮度(cd/m2)視標對比度C光源高壓鈉燈C1=0.5時路面亮度與反應時間關系C2=0.4時路面亮度與反應時間關系C3=0.3時路面亮度與反應時間關系由表1可以看出三種對比度下的。表2 3種對比度下反應時間與路面亮度x的擬合函數關系式對比度函數關系式擬合系數高壓鈉燈4光源光譜對反應時間影響研究通過對4種光源特性的測試結果和之前反應時間測試結果進行對比研究,得到影響反應時間的機理。經過測試得到4種光源的光譜,如所示。

                提取光源測試結果的主要參數進行整理,得到表3,根據主要參數和對比度為0. 4時的反應時間逐項進行對比研究。

                4種光源光譜表3反應時間與4種光源參數對比高壓鈉燈路面亮度為0.001cd/ m2時反應時間(ms)路面亮度為0.1cd/m2時反應時間(ms)路面亮度為3.2cd/m2時反應時間(ms)色溫(K)顯色性450nm波長相對光譜540nm波長相對光譜610nm波長相對光譜500nm波長相對光譜580nm波長相對光譜4.1色溫對反應時間的影響由表3的數據可見雖然高壓鈉燈與LED1的色溫相差很小,但是他們之間在低路面亮度(0.001cd/m2)環境中的反應時間相差卻很大,而LED1與LED2和LED2與LED3之間在低路面亮度(0.001cd/m2)時反應時間的差異遠遠不及色溫的差異。4種光源都具有反應時間隨色溫上升而減小的趨勢,但色溫和反應時間的關系并不是嚴謹的呈線性函數的關系。因此可以推斷高壓鈉燈與LED燈之間反應時間的差距并不僅僅是因為色溫的差異而導致的,或許有其他因素影響著被試者的視覺功效。4.2顯色性對反應時間的影響由表3可以看到高壓鈉燈的顯色性最低只有20%,而色溫與其相近的LED1的顯色性可以達到73%.隨著顯色性的大幅提高,可以看到在低路面亮度等級(0.001cd/m2)時的反應時間LED1要比高壓鈉燈減小114.4ms,在中高路面亮度等級(0.1cd/m2)和高路面亮度等級(3.)時的反應時間則比高壓鈉燈略小。3種LED燈的顯色性相差不大,最小的LED1與最大的LED3相差只有3. 5%.相應三種LED燈在低、中、高三種路面亮度等級下反應時間相差也不大,在相差最大的低路面亮度(O.OOlcd/m2)下LED1與LED2反應時間相差48.與LED3之間相差只有19. 98ms;而在中、高路面亮度等級下反應時間更是相差無幾,甚至在高路面亮度等級下LED2的反應時間比LED3還小0.時間表現出來的規律與4種光源顯色性的差異吻合,可見光源顯色性與反應時間之間的關系更為密切,而且這個規律在低路面亮度的環境中更適用,而在中、高路面亮度的環境中這個規律雖然還存在但是隨著路面亮度的提高這個規律在被削弱。

                4.3光源光譜對反應時間影響通過表3可以發現,對光源顯色性產生正影響的450nm和540nm波長處高壓鈉燈的相對光譜缺失,也就是高壓鈉燈內缺少藍色和綠色波長光的成份,這些是在低亮度等級(0.001cd/m2)下LED1的反應時間遠遠小于高壓鈉燈的主要原因。隨著路面亮度等級的提高,450nm和540nm波長光的能量多少對反應時間影響在減弱。

                長處能量值越大反應時間越短,580nm波長處能量值越大反應時間越長。這種規律在低路面亮度等級(0.001cd/m2)下十分突出,而隨著路面亮度的增加,在中路面亮度等級(0.1cd/m2)和高路面亮度等級(3.2cd/m2)這種趨勢在降低。

                5結論通過對反應時間的測試數據的分析可以得到,在0.001~3.2cd/m2的路面亮度范圍內,LED的反應時間整體小于高壓鈉燈,可見LED燈的視覺效率要明顯高于高壓鈉燈。而且隨著對比度的變大,4種光源的反應時間整體在降低。

                軟件對反應時間與路面亮度的關系進行擬和分析,得到不同對比度下的反應時間y與路面亮度x之間的函數關系式,且擬合關系很好。

                根據4種光源的光譜特性與反應時間之間的對比研究發現,光源顯色性對反應時間的影響較色溫更為密切。且對光源顯色性有主要影響的450nm、540nm波長能量對反應時間同樣產生正影響,而580nm波長能量對反應時間產生負影響,但這些影響隨著路面亮度等級的提高在降低。

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