基于交通安全视觉模型的隧道照明理论应用研究

论文摘要

公路隧道照明对于保障隧道运营安全，提高车辆通行效率有着重要的作用。近年来随着节能减排理念在公路建设、运营阶段的不断深化，隧道照明节能研究已成为公路运营节能的重要环节。本文通过对公路隧道照明光源和照明质量评价方法的调研，结合有关照明的人眼视觉理论研究现状及发展趋势，应用中间视觉理论和人眼光谱响应特性对优化公路隧道照明质量的设计、测试、评价方法等进行了系统深入的研究。通过对国内外有关公路隧道照明设计、测试标准规范的研究，结合我国当前公路隧道照明的应用现状，确定了常规公路隧道的基本段，以及大部分的过渡段照明条件均属于中间视觉范畴，为相关理论和测试分析方法的应用明确了合理、有效的应用范围。以中间视觉理论的MOVE模型作为研究基础和出发点，通过已有数据的拟合分析获得有关模型变量x的赋值函数，使其与所研究环境的照明光源光谱分布及亮度相联系。利用光度学参量之间的函数比例关系，在现有明视觉修正光度学测试设备的基础上，获得中间视觉等效亮度，为选择光源、开展照明设计和评价照明节能提供更加科学、合理的参数依据。在实验室条件下模拟公路隧道照明光源形成的一定背景亮度条件下的照明环境，利用自主开发的反应时间测试系统，通过视觉功效法以人体感知、反应时间为评价依据，对特定光源在一定视亮度条件下的照明效果进行评价，以使评价结果更加符合人体特点，能够更合理反映照明效果对车辆安全通行能力的影响。将具有相同辐照光通量，相同峰值半宽，不同峰值波长的特征光谱引入特定的光源光谱，即实现特征光谱补偿。通过模拟计算获得具有相同光能、不同光色的补偿照明对人眼视亮度的影响，从而为新型光源的研发和已有照明设施的改造提供支持。论文研究成果能够有效解决新型光源的照明、节能效果测试评价中存在的问题，对于规范、指导公路隧道照明设计及效果评价工作具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 论文研究技术路线
• 第二章 中间视觉条件下公路隧道照明光学指标修正方法
• 2.1 中间视觉光谱效率函数模型
• 2.1.1 中间视觉
• 2.1.2 光谱效率函数
• 2.1.3 中间视觉光谱效率函数 MOVE 模型
• 2.2 中间视觉等效亮度计算方法
• 2.2.1 中间视觉等效亮度计算方法推导
• 2.2.2 不同类型光源的中间视觉等效亮度分析
• 2.2.3 白光 LED 中间视觉等效亮度研究
• 2.3 中间视觉等效亮度的拟合计算方法
• 2.3.1 等效亮度和背景亮度比值的函数拟合计算
• 2.3.2 等效亮度和背景亮度函数关系拟合
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于视觉功效法的公路隧道照明质量评价方法
• 3.1 基于视觉功效法的反应时间测试系统
• 3.1.1 测试系统建立的理论基础
• 3.1.2 测试系统的主要结构
• 3.1.3 计时电路的设计
• 3.2 反应时间实验设计
• 3.2.1 视标的选择
• 3.2.2 实验方案设计
• 3.2.3 实验流程
• 3.3 实验结果分析
• 3.3.1 反应时间与背景亮度的关系
• 3.3.2 视标对比度对反应时间的影响
• 3.3.3 视标偏心角对反应时间的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 特征光谱补偿在公路隧道照明中的应用研究
• 4.1 特征光谱补偿测试方法
• 4.1.1 基础光谱和补偿光谱的选择
• 4.1.2 补偿照明光谱叠加方法
• 4.2 特征光谱提高等效亮度方法研究
• 4.3 本章小结
• 第五章 隧道洞口照明要求与设计
• 5.1 国外隧道照明设计标准及参数
• 5.2 我国隧道照明设计规范分析
• 5.2.1 入口段照明
• 5.2.2 过渡段照明
• 5.2.3 中间段照明
• 5.2.4 出口照明
• 5.3 隧道洞口过渡段照明工程实施情况调查分析
• 5.3.1 实体工程概况
• 5.3.2 隧道洞口过渡段照明工程改造方案
• 5.3.3 应用于照明设计的新技术
• 5.3.4 隧道照明新技术社会经济效益分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 主要研究结论与建议
• 一、主要研究结论
• 二、进一步研究建议
• 参考文献
• 攻读学位期间相关成果
• 致谢