[發(fā)明專利]一種基于駕駛安全舒適性的特長隧道中間段照明光環(huán)境色溫設(shè)置方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011464320.4
• 申請日: 2020-12-12
• 公開（公告）號: CN113158398A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡江碧;江川;張志剛;劉志忠;張國祥;葛生深
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué);河北省高速公路延崇籌建處
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;A61B5/024
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種基于駕駛安全舒適性的特長隧道中間段照明光環(huán)境色溫設(shè)置方法屬于公路隧道照明技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括根據(jù)人體自然晝夜節(jié)律、色溫對人眼視覺功效和非視覺光生物效應(yīng)的影響，研究駕駛員在特長隧道中間段行駛時對色溫的需求，提出滿足駕駛員安全舒適駕駛需求的特長隧中間段照明光環(huán)境色溫設(shè)置方法。本發(fā)明的設(shè)置方法，充分發(fā)揮了LED光源的功效，滿足了駕駛員在特長隧道中安全、舒適行車的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種公路特長隧道中間段照明光環(huán)境色溫設(shè)置方法，屬于公路隧道照明技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于LED光源具有響應(yīng)時間短、能效高、色溫可調(diào)等可實(shí)現(xiàn)仿真自然界光的優(yōu)勢，越來越多地應(yīng)用于公路隧道照明中。但現(xiàn)階段特長公路隧道中間段的照明光源特性色溫?zé)o相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)和系統(tǒng)全面的理論、技術(shù)，選用色溫在3000-6500K范圍不等且為全天候的定值。這種色溫設(shè)置方式存在色溫選用偏低夜晚易產(chǎn)生駕駛疲勞、色溫選用偏高產(chǎn)生眩光、難以發(fā)揮LED光源最佳照明功效等技術(shù)缺陷。

國外研究者發(fā)現(xiàn)可見光中的藍(lán)光成分可改變?nèi)梭w生理節(jié)律，調(diào)節(jié)警覺度和生物鐘，并將這種光效應(yīng)稱為非視覺光生物效應(yīng)。而可見光中藍(lán)光比例的大小可表現(xiàn)為色溫的高低，因此光環(huán)境色溫是影響人體生理節(jié)律，影響非視覺光生物效應(yīng)的因素。相關(guān)研究者發(fā)現(xiàn)在隧道中間段的中間視覺環(huán)境下色溫可影響人眼的光色敏感度和對目標(biāo)物細(xì)節(jié)及顏色的辨認(rèn)能力，從而影響人眼的視覺功效。國內(nèi)外對于公路隧道色溫選用的研究，缺乏對人體晝夜節(jié)律變化的考慮，白天、夜晚色溫的設(shè)置為同一定值，在隧道中間段環(huán)境下將影響視認(rèn)的效率和駕駛舒適性。在滿足照明亮度需求的前提下，為提高特長隧道中間段駕駛的安全性，保障駕駛的舒適性，對色溫進(jìn)行合理設(shè)置，充分發(fā)揮LED光源的功效，需要尋求一種合理的特長隧道中間段全天候照明光環(huán)境的色溫設(shè)置方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述的問題，提供白天、夜晚不同時段情況下特長隧道中間段駕駛員對色溫的需求。

1.所述的特長隧道中間段白天色溫需求：依據(jù)同一亮度和顯色指數(shù)條件下，分析不同色溫水平對駕駛員的視認(rèn)距離和生心理的影響。

采用定性和定量的方法，在室外采集自然光環(huán)境下駕駛員的生心理指標(biāo)，在室內(nèi)通過調(diào)整不同的色溫水平，采集80km/h的運(yùn)行速度下不同色溫的駕駛員生心理指標(biāo)和達(dá)到相同視認(rèn)效果的視認(rèn)距離參數(shù)，研究不同色溫對駕駛員生心理和視認(rèn)距離的影響程度，確定駕駛員白天時段的安全舒適色溫需求，其中視認(rèn)量表如表1所示。采用LED隧道燈及控制器調(diào)節(jié)色溫指標(biāo)，營造隧道中間段不同色溫環(huán)境；采用KF2型生心理檢測儀來實(shí)時采集駕駛員生心理指標(biāo)；采用卷尺測量駕駛員的視認(rèn)距離；采用照度計(jì)實(shí)時采集環(huán)境照度、色溫等指標(biāo)，得到不同色溫作用下駕駛員駕駛心率相對室外自然光環(huán)境下的心率變化率和視認(rèn)距離指標(biāo)變化規(guī)律，如圖2和圖3。

表1視認(rèn)級別分級情況表

實(shí)驗(yàn)?zāi)M特長隧道中間段環(huán)境，隨機(jī)選擇12位兩眼矯正視力達(dá)到4.9以上且身體健康的小客車駕駛員。隨著隧道中間段光源的色溫增加，光色由黃光向白光變化。當(dāng)室內(nèi)光源色溫為6500K時，光源光色與室外自然光源(色溫6453K)光色環(huán)境最接近，在一定駕駛?cè)蝿?wù)下緩解駕駛員因室內(nèi)外亮度差異對視覺產(chǎn)生的影響，因此心率變化率下降；當(dāng)室內(nèi)光源色溫為4500K時，駕駛員的視認(rèn)心率變化率呈現(xiàn)顯著下降且處于最低水平，即駕駛員的心率指標(biāo)與室外狀態(tài)最接近，駕駛員感覺最舒適。