基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法

本发明属于光环境设计方法，更具体地说，是涉及一种基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法。

背景技术：

1、人们处在地铁站这种低矮、封闭的视觉环境中，容易产生消极情绪和不舒适感。通过提高站台的光环境品质，对减少乘客在使用和等待地铁时产生的烦躁情绪具有一定的积极作用，可在一定程度上增强人们对地下轨道交通光环境的认同感，提高等待过程中的舒适度。

2、在地铁站台的实际使用过程中，乘客对于现有的站台光环境满意度普遍不高，容易产生不舒适感，传统的提高照明环境质量的方式，往往造成较高的照明能耗，与节能理念不符。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，能够有效地提高乘客在地铁车站的舒适度。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，包括以下步骤：

3、s100：通过对人眼视觉通路和非视觉通路进行分析，确定影响乘客舒适度的影响因素为光环境中色温和照度，选择瞳孔不稳定指数为舒适度表征指标。

4、s200：设定不同光环境下的主观舒适度等级，主观舒适度等级包括1级、2级、3级、4级以及5级。通过实验获取白天条件下以及夜晚条件下，不同色温、不同照度的光环境下的瞳孔直径，并由受试者指定不同光环境下对应的主观舒适度等级，色温包括3000k、4000k、4500k、5000k、6000k；照度包括125lx、150lx、175lx、200lx、225lx、250lx、300lx。

5、s300：根据瞳孔直径计算不同光环境下的瞳孔不稳定指数，得到瞳孔不稳定指数预测模型；

6、瞳孔不稳定指数的公式为：

7、

8、其中，n为样本总数，di为连续50个数据的样本均值，δt为连续50个数据的周期。

9、进一步的，由瞳孔不稳定指数的公式得到白天条件下瞳孔不稳定指数预测模型一以及夜晚条件下瞳孔不稳定指数预测模型二。

10、白天条件下瞳孔不稳定指数预测模型一：

11、

12、其中：z为瞳孔不稳定指数；x为光环境中照度值，单位为lx，x∈[125,300]；y为光环境中色温值，单位为k，y∈[3000，6000]。

13、夜晚条件下瞳孔不稳定指数预测模型二：

14、

15、其中，z为瞳孔不稳定指数；x为光环境中照度指标，单位为lx，x∈[125,300]；y为光环境中色温指标，单位为k，y∈[3000，6000]。

16、s400：将主观舒适度等级与对应等级下的瞳孔不稳定指数进行拟合，建立主观舒适度等级与瞳孔不稳定指数的关系模型，得到不同主观舒适度等级条件下的瞳孔不稳定指数。

17、白天条件下主观舒适度等级与瞳孔不稳定指数的关系模型一为：

18、s＝26.9159-328.98158z+1526.03084z2-2406.83223z3

19、其中，s为主观舒适度等级，s∈[1,5]；z为瞳孔不稳定指数。

20、夜晚条件下主观舒适度等级与瞳孔不稳定指数的关系模型二为：

21、s＝26.26682-365.70457z+1998.15636z2-3797.664z3

22、其中，s为主观舒适度等级，s∈[1,5]；z为瞳孔不稳定指数。

23、s500：对瞳孔不稳定指数进行分析，获得白天条件和夜晚条件下的色温与瞳孔不稳定指数之间的折线关系图，根据折线关系图分别得到白天条件下以及夜晚条件下的最佳色温阈值；

24、s600：分别将不同主观舒适度等级下的瞳孔不稳定指数以及最佳色温阈值代入瞳孔不稳定指数预测模型中，得到不同舒适度条件下的照度需求。

25、本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例提供的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，以乘客在不同光环境下的瞳孔不稳定指数为特征指标，基于人体生物节律，探究基于乘客舒适度的地铁站台光环境需求，以主观舒适度等级为基础、定量化地提出一种地铁站台照明环境科学的设计方法，从而提升地铁工作人员和乘客舒适度。

技术特征：

1.基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，s100步骤中，通过对人眼视觉通路和非视觉通路进行分析，确定影响乘客舒适度的影响因素为光环境中色温和照度，选择所述瞳孔不稳定指数为舒适度表征指标。

3.如权利要求1所述的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，s200步骤中，所述色温包括3000k、4000k、4500k、5000k、6000k；所述照度包括125lx、150lx、175lx、200lx、225lx、250lx、300lx。

4.如权利要求1所述的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，s200步骤中，根据所述瞳孔直径通过眼动仪获得白天条件下以及夜晚条件下，不同色温、不同照度的光环境下的所述瞳孔直径。

5.如权利要求1-4中任一项所述的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，步骤s300中，所述瞳孔不稳定指数的公式为：

6.如权利要求5所述的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，s300步骤中，由所述瞳孔不稳定指数的公式获得白天条件下瞳孔不稳定指数预测模型一：

7.如权利要求6所述的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，s300步骤中，由所述瞳孔不稳定指数的公式获得夜晚条件下瞳孔不稳定指数预测模型二：

8.如权利要求1所述的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，s200步骤中，所述主观舒适度等级包括1级、2级、3级、4级以及5级。

9.如权利要求8所述的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，s400步骤中，获得白天条件下主观舒适度等级与瞳孔不稳定指数的关系模型一为：

10.如权利要求9所述的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，其特征在于，s400步骤中，获得夜晚条件下主观舒适度等级与瞳孔不稳定指数的关系模型二为：

技术总结
本发明提供了一种基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，包括以下步骤：选择人眼的瞳孔不稳定指数为舒适度表征指标；获取不同光环境下的瞳孔直径；计算得到不同光环境下的瞳孔不稳定指数及瞳孔不稳定指数预测模型；建立主观舒适度等级与瞳孔不稳定指数的关系模型；获得不同条件下的色温与瞳孔不稳定指数之间的折线关系图，得到最佳色温阈值，最后选择照度值。本发明提供的基于乘客舒适度的地铁站台光环境设计方法，以乘客在不同光环境下的瞳孔不稳定指数为特征指标，基于人体生物节律，探究基于乘客舒适度的地铁站台光环境需求，以主观舒适度等级为基础、定量化地提出一种地铁站台照明环境科学的设计方法，提升了地铁工作人员和乘客舒适度。

技术研发人员：高小娟,张少东,牛家浩,郭元,杨竟艺,崔爱宇
受保护的技术使用者：石家庄铁道大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1