基于安全视认的隧道中间段照明标准测算方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法：a）设定隧道中间段的光环境；b）在隧道中间段放置目标物；c）令驾驶员以不同速度驾驶机动车向所述目标物行驶，测量不同速度下驾驶员发现所述目标物的视认距离D；d）重新设定隧道中间段的平均亮度L并重复步骤b）和c），获取多组不同亮度L对应的视认距离D；e）利用S模型对多组视认距离D与亮度L数据进行拟合，求出D与L的关系模型公式为；f）将隧道最高限速的安全停车视距D0代入模型公式，得出该隧道光环境下隧道中间段所要求的动态最小亮度值L0。本发明还提供一种实现本发明方法的系统。本发明提高了对隧道中间段亮度安全性评价的准确性，同时操作方法简便，为道路交通安全研究提供了参考依据。
【专利说明】基于安全视认的隧道中间段照明标准测算方法及其系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及公路隧道照明【技术领域】，特别涉及一种基于安全视认的隧道中间段照 明标准测算方法及其系统。
【背景技术】
[0002] 道路隧道中间段是相对封闭的结构，不受自然光的影响，驾驶员在隧道中间段行 驶过程中，相对外部环境，驾驶员视觉和心理上的负担增大。为改善隧道的视觉环境，在隧 道内应采用照明设施，能够满足驾驶员在隧道中间段以一定的运行速度驾驶车辆时的视觉 信息采集和行车安全舒适需求的隧道中间段亮度值，即达到隧道中间段安全驾驶亮度水 平。
[0003] 近年来，道路照明新型灯具快速发展，人们对隧道安全的关注越来越深入。但目前 主要存在以下问题： 国内外关于隧道中间段照明标准多是针对钠灯光源来制定，对照明标准的评价大多是 根据驾驶员或者专家主观感受对隧道中间段亮度进行定性评价，或者基于驾驶员的生心理 指标评价隧道中间段的安全性，缺乏在实际运行过程中满足驾驶员的视觉需求的隧道中间 段不同光源特性照明亮度标准研究；研究隧道中间段照明光源特征和视认小目标物的手段 多采用静态测算手段，选用反应时间等指标进行理论研究，约束了对光源特性指标的选择。 因此需要寻求简便的技术对安全视认的隧道中间段不同光源特性照明标准进行准确的测 算。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决现有技术存在的上述技术缺陷，提供了一种依据可靠，操 作简便和满足驾驶员视认需求的隧道中间段照明标准的测算方法，同时还提供了一种简 单可靠、利用率高的实现基于视认安全的隧道中间段不同光源特性照明标准测算方法的系 统，以克服现有的隧道中间段照明标准的依据不可靠、试验复杂、结果没有考虑驾驶员生心 理因素的技术缺陷。
[0005] 为了解决上述问题中的至少一个，本发明的第一方面，提出一种基于安全视认的 隧道中间段照明标准的测算方法，包括以下步骤： (a) 设定隧道中间段的光环境，包括设定隧道中间段的色温为Ttl，设定显色指数为Ra。， 设定平均亮度L ; (b) 在所述隧道中间段放置目标物A，所述目标物A放置的位置距隧道中间段起点的距 离大于所述隧道最高限速下的安全停车视距Dtl ; (c) 令驾驶员以不同速度驾驶机动车向所述目标物A方向行驶，从而测量不同速度下 驾驶员发现所述目标物A所需的视认距离D ; (d) 重新设定隧道中间段的照明平均亮度L并重复步骤（b)和（c)，从而获取多组不同 光照亮度对应的视认距离D和相应的隧道中间段的平均亮度值L ; (e) 根据上述获取的多组视认距离D和相应的隧道中间段的平均亮度 值L，利用S模型对多组D与L数据进行拟合，求出D与L的关系模型公式为
【权利要求】
1. 一种基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，包括以下步骤， (a) 设定隧道中间段的光环境，包括设定隧道中间段的色温为Ttl，设定显色指数为Ra。， 设定平均亮度L; (b) 在所述隧道中间段放置目标物A，所述目标物A放置的位置距隧道中间段起点的距 离大于所述隧道最高限速下的安全停车视距Dtl; (c) 令驾驶员以不同速度驾驶机动车向所述目标物A方向行驶，从而测量不同速度下 驾驶员发现所述目标物A所需的视认距离D; (d) 重新设定隧道中间段的照明平均亮度L并重复步骤（b)和（c)，从而获取多组不同 照明亮度L对应的视认距离D; (e) 根据上述获取的多组视认距离D和相应的隧道中间段的平均亮度 值L，利用S模型对多组D与L数据进行拟合，求出D与L的关系模型公式为
(f) 将所述隧道的最高限速下的安全停车视距Dtl代入到所述模型公式中，得出该种隧 道光环境下所述隧道中间段所要求的动态最小亮度值U。
2. 根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在 于，在步骤（f)之后还具有以下步骤： (g)所述隧道为模拟隧道，在模拟隧道中间段中放置静态测试目标物B，将机动车停在 距所述目标物B相距Ds处；设定隧道中间段色温为Ttl和显色指数为Ratl ; (h) 令所述驾驶员进入所述机动车驾驶室，调节所述模拟隧道中间段平均亮度L由小 变大，记录所述驾驶员发现所述静态测试目标物B所需要的静态最小亮度值Lf; (i) 重新设定模拟隧道中间段的色温与显色指数中的至少一个，重复步骤（h)，从而获 取多组不同色温与显色指数对应的静态最小亮度值Lf，将色温为Ttl，显色指数为Ratl对应的 静态亮度值Lftl为基准J，将不同色温与显色指数对应的静态最小亮度值Lf与J相比，求得 不同色温与显色指数对应的视觉修正系数a; (j) 求出不同光环境下隧道中间段的最小亮度值Ud为a与Ltl的乘积，，即为隧道中间 段的安全视认阈值。
3. 根据权利要求1或2所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特 征在于，所述测量视认距离D的步骤采用安装在机动车辆中的非接触速度仪，当所述驾驶 员发现所述目标物时触发非接触速度仪，记录一个位置，当所述驾驶员到达目标物所在位 置时记录另一个位置，所述两个位置之间的距离差为视认距离D。
4. 根据权利要求2所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在 于，所述静态测试目标物B的尺寸C满足其中Dtl为最高限速安全停车视距。
5. 根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在 于，所述目标物A在所述隧道中间段中的位置为任意的；所述测量隧道色温和显色指数的 步骤中采用分光辐射照度计。
6. 根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在 于，所述重新设定隧道中间段的照明亮度的步骤为改变隧道中间段的照明功率。
7. 根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在 于，所述多名驾驶员为随机选取的分布在不同年龄段、不同正常视力段和不同驾龄段的人 员；所述机动车为小客车。
8. 根据权利要求1所述的基于安全视认的隧道中间段照明标准的测算方法，其特征在 于，所述测量亮度的步骤采用亮度计直接测量，或采用照度计，通过照度与亮度的关系，求 出亮度。
9. 一种实现权利要求1-8所述的基于视认安全的隧道中间段照明标准测算方法的系 统，包括隧道中间段子系统，所述隧道中间段子系统包括安装在隧道中间段中的可调节输 出功率的灯具，用于设置光环境；测试子系统，所述测试子系统包括放置在隧道中间段的目 标物、测试机动车、亮度测量装置、色温测量装置、显色指数测量装置、速度测量装置、距离 测量装置，用于采集测试数据；数据计算子系统，所述数据计算子系统包括计算机系统，用 于对测试数据进行拟合与处理。
10. 根据权利要求9所述的实现基于视认安全的隧道中间段照明标准测算方法的系 统，其特征在于，在所述测试子系统中，所述色温测量装置和显色指数测量装置为分光辐射 照度计；所述亮度测量装置为亮度计或为照度仪；所述速度测量装置和距离测量装置为非 接触式速度仪；所述测试机动车为小客车。
【文档编号】G01J1/28GK104316171SQ201410576996
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月26日 优先权日:2014年10月26日
【发明者】胡江碧, 王猛, 管桂平, 谢明宇, 常同征, 张晓芹, 郭达, 马文倩, 张元峰, 李晓宇, 高林熹, 高小娟, 刘峰 申请人:北京工业大学