隧道光源颜色对驾驶人员视觉系统的作用分析(2)

　　2色温对驾驶员视觉功效的影响
　　
　　2.1隧道照明光源色温对驾驶员视觉影响实验
　　
　　为了研究驾驶员的视觉功效受隧道照明光源色温影响的情况，在实验室采用“隧道照明反应时间测量装置”模拟隧道照明的状况，测试模拟驾驶员在不同色温光源提供的各背景亮度水平下的反应时间。“隧道照明反应时间测量装置”由观测箱、光学系统、灯箱、电子计时仪4个部分组成。实验装置如图3所示。
　　
　　
　　为了研究光源色温对视觉的影响，选择色温为2 700K和6 400K的两种紧凑型荧光灯进行反应时间对比实验。实验中分别采用两种荧光灯提供1.0~4.0cd/m2的背景亮度，用随机出现的光斑模拟可能在隧道内出现的障碍物，光斑直径为26mm,相对受测者的眼睛为2°视场左右，视标亮度可以根据需要调节，以与背景形成不同的亮度对比，通过加滤光片的方法改变光斑的颜色，使其颜色分别为红、黄、蓝、绿。测试者在特定的视觉条件下，对视标的出现作出最快的反应，并通过按钮由电子计时仪记录其反应时间。
　　
　　2.2色温对驾驶员视觉功效影响的实验结果分析
　　
　　在两种光源提供的不同背景亮度下，测试者对不同颜色光斑的反应时间平均值见图4.由图4可以看出，在隧道照明条件下，当紧凑型荧光灯的色温为6 400K时，测试者的反应时间相对较短；当紧凑型荧光灯的色温为2 700K时，测试者的反应时间相对较长。
　　　　
　　当目标光斑颜色不同时，测试者的反应时间与背景亮度之间的关系总体来看基本相似，测试者的反应时间都是随着背景亮度的增大而变短，且背景亮度相同时，测试者都是在高色温的紧凑型荧光灯下的反应时间比在低色温的紧凑型荧光灯下的反应时间短，见图5.但对于红、黄、蓝、绿4种不同颜色的目标光斑而言，当背景亮度相同时，测试者在2种色温光源下的反应时间之差有明显差别。由图5可以看出，对于蓝色目标光斑，当背景亮度相同时，测试者在色温为6 400K的紧凑型荧光灯下的反应时间与色温为2 700K的紧凑型荧光灯下的反应时间之差较大，而对于黄色和绿色的目标光斑，该反应时间之差较小。这说明，对于实际的彩色隧道照明应用，如果以反应时间作为评价指标，高色温的紧凑型荧光灯比低色温的紧凑型荧光灯照明效果好。如果再考虑道路上可能出现的障碍物的颜色，当障碍物的颜色富含可见光中的短波成份时，高色温照明光源的照明效果优势更加明显。
　　　　
　　反应时间实验结果表明，在不同的照明环境实验条件（背景亮度、视标偏心角、视标对比度）下，驾驶员在色温6 400K的紧凑型荧光灯下对红、黄、蓝、绿4种颜色目标光斑的反应时间都比在色温为2 700K的紧凑型荧光灯下短。分析这2种不同色温紧凑型荧光灯的光谱组成可以发现，这2种紧凑型荧光灯的光谱能量分布曲线形状基本相似，只是色温为6 400K的紧凑型荧光灯比色温为2 700K的紧凑型荧光灯光谱中的短波成分多些。测试者在两种色温紧凑型荧光灯下对各种颜色目标光斑的反应时间之差的差别明显，驾驶员在高色温照明环境中更容易发现富含短波成份的障碍物，而对于黄色、绿色障碍物而言，驾驶员在不同色温照明环境中的反应时间差别不如对蓝色障碍物明显。
　　
　　虽然实验结果表明高色温光源对于隧道照明效果更好，但隧道照明不能仅仅考虑驾驶员的反应时间，还应考虑隧道空气状况等对照明效果的影响。实验室获得的驾驶员在不同光环境中的反应时间只能作为隧道照明光源选择的因素之一，隧道照明光源的选择还要综合考虑隧道照明环境的各种影响因素。
　　
　　3结论
　　
　　1）在其他条件相同的情况下，隧道照明光源的显色指数越高，越有利于驾驶员对障碍物的识别，二者之间存在着正相关的关系，有利于行车安全和照明节能。在隧道照明设计中，以满足照明的安全和舒适为主，兼顾节能，应尽可能选择高显色指数的光源。
　　
　　2）在真实考虑色彩的隧道照明环境中，背景亮度越大，驾驶员的反应时间越短，相应的视觉功效更好。背景亮度固定时，对于光谱能量分布曲线相似的隧道照明光源，驾驶员在富含短波段成分的照明环境中的视觉功效更好，照明效果更好。目标物颜色富含短波成份时，在高色温照明环境下更容易被发现。
　　
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