吳現(xiàn)濮　楊家闊

摘要：汽車在道路中行駛，一方面適度的光照為行車提供了環(huán)境亮度和視覺引導，另一方面不合理的光照為行車安全造成干擾。本文根據(jù)對眩光原理的分析，結合常見眩光現(xiàn)象，給出了眩光解決的建議，并提出應將道路照明納入總體設計的提議。

Abstract： When the car is driving on the road， illumination plays an important role. On the one hand， moderate illumination provides environmental brightness and visual guidance for driving， on the other hand， unreasonable illumination interferes with driving safety. Based on the analysis of glare principle and common glare phenomena， this paper gives some suggestions to solve glare. In addition， the suggestion that road lighting should be included in the overall design is put forward.

關鍵詞：眩光;失能眩光;不舒適眩光;導光管

Key words： glare;disability glare;discomfort glare;light guide

中圖分類號：TU113.6+44? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）28-0233-03

1? 眩光對駕駛員的影響

駕駛員對行車中的狀況進行認知響應分為三個階段：感知階段、判斷階段、響應階段。在道路交通事故中，三個階段失誤導致的事故比例分別為48.1%，36%及7.8%。在感知階段，正確及時的感知收集道路上的信息是在判斷階段判斷階段和響應階段能夠正確運作的基礎，駕駛人員通過視覺獲得的信息占所有信息的80%～90%。光照對駕駛員的視覺感知和心理都具有很大影響。

眩光根據(jù)對人的影響主要包括失能眩光和不舒適眩光。其中失能眩光主要影響人的視覺感知;不舒適眩光主要影響人的判斷及響應速度。

當眩光引起降低道路交通環(huán)境的視覺功效和可見度（不一定產(chǎn)生不舒適感）時，眩光為失能眩光。人眼對外界光環(huán)境的適應由錐狀細胞和桿狀細胞共同作用，其中錐狀細胞感光閾值較高，桿狀細胞感光閾值較低，在不同亮度切換過程中，兩種細胞工作比例變化需要必要的切換時間，及眩光存在時間，也稱為眩光恢復時間。

道路照明失能眩光的表征值為TI，也可用TI（%）描述。

當眩光未降低視覺效果和可見度，但引起駕駛員不舒適感時，為不舒適眩光。如隧道中基本照明燈具或高架護欄燈具布置間距不合理，造成高亮度的光源在人視網(wǎng)膜中迅速成像迅速消失，即頻閃效應會影響駕駛員的心率增長率，反映為駕駛員的煩躁、緊張、焦慮等短暫情緒反映，從而影響駕車安全。不舒適眩光可用G值表征（表2）。

道路照明很常見的一個不舒適眩光類型為頻閃效應，其基理為由于人眼睛有視覺的暫留效應。當物體（照明光源）相對人眼快速移動時，在眼睛的視網(wǎng)膜上留下該物體的象，并通過視覺神經(jīng)傳入大腦皮層形成視覺形象。在頻閃發(fā)光物體消失后，人眼視網(wǎng)膜上的象并不立即消失，還會保留大約0.1秒的時間。當光源設置間距在相對行車速度下頻率為2.5Hz～15Hz，且光源在行車視野區(qū)間內(nèi)時，對人眼有眩光影響。

2? 影響眩光強度的參數(shù)

眩光構成的主要參數(shù)包括眩光強度、背景亮度、光源類型、眩光源角度等，對其分析如下：

①眩光強度：道路照明中的眩光強度為引起眩光的光源的照度值;對電光照明來說，光源功率越高，發(fā)光強度越大引起的眩光約嚴重。

②背景亮度：道路照明的背景亮度一般為光源提供的路面亮度，背景照度越低，眩光恢復時間越長。結合背景照度情況，白天道路行車一般處于亮視覺狀態(tài)（L≥3cd/m2，錐狀細胞起主要作用）;有道路照明的夜間行車為中間視覺狀態(tài)（L=0.001～3cd/m2，錐狀細胞和桿狀細胞同時作用）;無道路照明的夜間行車為暗視覺環(huán)境狀態(tài)（L≤0.001cd/m2，桿狀細胞起主要作用;此時只能看到環(huán)境的明暗，無法看到色彩）。

③光源類型：光源波長越短越引起眩光;即光色越冷，眩光恢復時間越長。對照明光源，色溫越高，起主要作用的光線波長越短;眩光恢復時間，高色溫LED光源>中色溫LED光源>低色溫高壓鈉燈。

④眩光源角度：當照明光源位到駕駛人員視野視角范圍內(nèi)（以駕駛員正常行車視野方向為中心線，與車速有關，如40km/h為100°;60km/h時為75°;80km/h時為60°;100km/h為40°等;當夾角在5°～20°時眩光效果最明顯）時，駕駛人員就有受到照明燈具產(chǎn)生眩光影響的可能。

⑤其他：包括眩光和眩光作用時間、駕駛員身體、視覺、心理、狀態(tài)等個人狀況有關。

根據(jù)有關研究，自暗環(huán)境至明環(huán)境，明適應需1min時間;自名環(huán)境至暗環(huán)境，暗適應一般需要5～15min，安全適應需要30min。為保證適應時間內(nèi)不影響行車安全，一般采用設置過渡照明的方式減少眩光適應時間，從而降低眩光閾值。

接下來根據(jù)以上理論分析，結合道路實際情況，對一些實際存在的眩光現(xiàn)象進行分析研究并給出解決方案的建議。

3? 常見眩光現(xiàn)象舉例

3.1 并列高架橋下眩光（見圖1）

在城市高架橋路段，兩幅高架橋間如間距太近;將導致有太陽照射區(qū)域和未照到區(qū)域照度差過大。據(jù)測量在夏至時段，未照射到區(qū)域照度在300lx，照射區(qū)域在43000lx。瀝青路面地面照度亮度比取15lx/（cd·m-2）。自未照射區(qū)域視照射區(qū)域為白洞效應;自照射區(qū)域視未照射區(qū)域視野為黑洞效應。

3.2 隧道鏤空段眩光（見圖2）

一般用于城市隧道，在隧道洞口或洞內(nèi)設置有鏤空段，一般洞內(nèi)鏤空段用于風段劃分;洞口主要考慮結構要求及敷土條件不便利等情況。由于鏤空下在一定時間段內(nèi)有太陽直射情況，造成直射地面及非直射地面亮度對比過大，形成失能眩光，同時若承重柱間距布置不合理，易造成頻閃效應，即不舒適眩光。

3.3 高架橋或高速聲屏障、防落網(wǎng)造成的閃爍效應（見圖3）

高架橋或高速公路聲屏障和防落網(wǎng)等如格柵設置間距不合理，在頻閃范圍內(nèi)，將造成陽光在格柵內(nèi)攝入道路空間內(nèi)時形成頻閃效應。

3.4 燈具設置不合理造成眩光（見圖4）

包括匝道護欄燈遮光角控制不滿足安全需求，同時布燈間距在頻閃范圍內(nèi);高桿燈燈具設置距離路面高度差太小，燈具角度設置不合理;地面道路燈桿方向控制不合理光源暴露在交叉或平行高架道路行車視野;長坡路段夜間行車燈光對對向車道行車影響等。一般情況下當眩光源與環(huán)境照度差較小時，形成不舒適眩光;照度差較大時，可形成失能眩光。

4? 解決策略

對眩光現(xiàn)象處理，最基本的方法應為消除眩光源，但結合客觀條件，眩光源并非都能消除，因此結合對失能眩光和不舒適眩光的理論分析，從眩光影響參數(shù)入手，針對各個眩光現(xiàn)象特點，給出解決建議。

4.1 降低眩光強度

如高架聲屏障、隧道鏤空段投光頂棚可降低屏障透光率，選用較低透光率或深色材質;對長坡路段在中分帶特殊處理眩光板尺寸及密度，或在有條件路段設置中分帶行道樹等，具體設置要求可參照西南交通大學宋洪飛著《道路交通眩目規(guī)律及其控制技術的研究》。

4.2 合理設置背景亮度

如在夜間可對存在不可消除的眩光路段，提高道路照明亮度;隧道洞口設置出入口過渡照明，從而減少眩光恢復時間。在雙高架并列路段下，可采用導光管等提高非照射區(qū)域的地面亮度及環(huán)境照度，亮度選擇可參照公路隧道照明入口段折光系數(shù)設置對照射區(qū)域進行折減;導光管選擇和計算可參照《照明設計手冊（第三版）》相關章節(jié)。

4.3 選擇合理的照明光源及照射角度

LED燈由于其自身特點，其配光選用透光配光，非反射配光;在道路照明應用中，低位照明和高桿燈照明設置時應根據(jù)照射區(qū)域合理選擇燈具及燈組配光;高桿燈設置時，燈具與路面高度差應滿足投射角、照射面積要求;具體可參考《照明設計手冊（第三版）》相關章節(jié)及照明工程學報中李濤著《大功率LED在高架匝道上的應用研究》有關描述。

5? 結論

道路光照處理對道路行車安全至關重要，因此建議在道路設計時，應將道路照明、光處理納入總體設計考慮;總體路線、交安、綠化、隧道、橋梁等設計時均應結合照明專業(yè)意見;避免因不合理的照明及光照處理，造成行車事故。

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