[发明专利]一种基于驾驶安全舒适性的特长隧道中间段照明光环境色温设置方法

说明书

一种基于驾驶安全舒适性的特长隧道中间段照明光环境色温设置方法属于公路隧道照明技术领域。本发明包括根据人体自然昼夜节律、色温对人眼视觉功效和非视觉光生物效应的影响，研究驾驶员在特长隧道中间段行驶时对色温的需求，提出满足驾驶员安全舒适驾驶需求的特长隧中间段照明光环境色温设置方法。本发明的设置方法，充分发挥了LED光源的功效，满足了驾驶员在特长隧道中安全、舒适行车的需求。

技术领域

本发明涉及一种公路特长隧道中间段照明光环境色温设置方法，属于公路隧道照明技术领域。

背景技术

由于LED光源具有响应时间短、能效高、色温可调等可实现仿真自然界光的优势，越来越多地应用于公路隧道照明中。但现阶段特长公路隧道中间段的照明光源特性色温无相关标准依据和系统全面的理论、技术，选用色温在3000-6500K范围不等且为全天候的定值。这种色温设置方式存在色温选用偏低夜晚易产生驾驶疲劳、色温选用偏高产生眩光、难以发挥LED光源最佳照明功效等技术缺陷。

国外研究者发现可见光中的蓝光成分可改变人体生理节律，调节警觉度和生物钟，并将这种光效应称为非视觉光生物效应。而可见光中蓝光比例的大小可表现为色温的高低，因此光环境色温是影响人体生理节律，影响非视觉光生物效应的因素。相关研究者发现在隧道中间段的中间视觉环境下色温可影响人眼的光色敏感度和对目标物细节及颜色的辨认能力，从而影响人眼的视觉功效。国内外对于公路隧道色温选用的研究，缺乏对人体昼夜节律变化的考虑，白天、夜晚色温的设置为同一定值，在隧道中间段环境下将影响视认的效率和驾驶舒适性。在满足照明亮度需求的前提下，为提高特长隧道中间段驾驶的安全性，保障驾驶的舒适性，对色温进行合理设置，充分发挥LED光源的功效，需要寻求一种合理的特长隧道中间段全天候照明光环境的色温设置方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的问题，提供白天、夜晚不同时段情况下特长隧道中间段驾驶员对色温的需求。

1.所述的特长隧道中间段白天色温需求：依据同一亮度和显色指数条件下，分析不同色温水平对驾驶员的视认距离和生心理的影响。

采用定性和定量的方法，在室外采集自然光环境下驾驶员的生心理指标，在室内通过调整不同的色温水平，采集80km/h的运行速度下不同色温的驾驶员生心理指标和达到相同视认效果的视认距离参数，研究不同色温对驾驶员生心理和视认距离的影响程度，确定驾驶员白天时段的安全舒适色温需求，其中视认量表如表1所示。采用LED隧道灯及控制器调节色温指标，营造隧道中间段不同色温环境；采用KF2型生心理检测仪来实时采集驾驶员生心理指标；采用卷尺测量驾驶员的视认距离；采用照度计实时采集环境照度、色温等指标，得到不同色温作用下驾驶员驾驶心率相对室外自然光环境下的心率变化率和视认距离指标变化规律，如图2和图3。

表1视认级别分级情况表

实验模拟特长隧道中间段环境，随机选择12位两眼矫正视力达到4.9以上且身体健康的小客车驾驶员。随着隧道中间段光源的色温增加，光色由黄光向白光变化。当室内光源色温为6500K时，光源光色与室外自然光源(色温6453K)光色环境最接近，在一定驾驶任务下缓解驾驶员因室内外亮度差异对视觉产生的影响，因此心率变化率下降；当室内光源色温为4500K时，驾驶员的视认心率变化率呈现显著下降且处于最低水平，即驾驶员的心率指标与室外状态最接近，驾驶员感觉最舒适。