LED光源色温对隧道出口明适应的影响研究
发布时间：2021-11-01 14:10
本文研究内容依托于国家自然科学基金项目“LED光源光谱/色温对隧道各段照明的适用性研究”。隧道作为高速公路的“咽喉”,呈半圆形拱状结构,其内部昏暗甚至几乎无光。因此,与普通道路照明不同,隧道不仅要在夜晚提供照明,在白天同样需要照明。我国《公路隧道照明设计细则》（JTJ 026.1-2014）利用人眼对光的适应曲线,将隧道分为4段:入口段、过渡段、中间段、出口段。并对各段设计不同的照明亮度以保证驾驶员的行车安全。在隧道出口,人眼因从昏暗的环境进入到明亮的环境,巨大的光环境差异会使人眼出现明适应现象。明适应时间的长短将直接影响驾驶员的行车安全,提高隧道出口照明亮度对缩短明适应时间最有效。但随着新型照明光源LED的兴起,色温作为LED的重要参数之一,其对明适应的影响目前还少有研究。本文依据人眼视觉特性首先在理论上分析了隧道中间段与出口段的照明差异。隧道出口段主要由太阳光提供照明,因此本文分别分析了 7种不同色温的LED与太阳光在亮度、色温及光谱方面的差异。经分析可得,4500K左右的LED与太阳光在色温及光谱方面差异最小。本文结合理论分析与实验,以人眼明适应时间作为评价标准,在长9米、宽5米...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１隧道照明区段划分图．??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｕｎｎｅｌ?ｌｉｇｈｔｉｎｇ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ??
口段光源成分的差异。隧道中间段??的光源仅由ＬＥＤ提供，而出口段不同位置太阳光与ＬＥＤ的占比仍需要进一步分析。为??了分析出太阳光的占比，选择６月中晴朗的一天的正午时分对赤柏險道（位于吉林省通??化）中间段与出口段亮度分两次测量，一次为中间段及出口段ＬＥＤ隧道灯按照隧道照??明规范的亮度保持正常发光状态，另一种是关闭ＬＥＤ隧道灯。使用ＫＯＮＩＣＡ?－?ＭＩＮＯＬＴＡ??ＣＳ－２〇００分光辐射亮度计在距离隧道出口?１００米处至洞口外３０米处，每隔１０米对路面??亮度进行测量，测量结果如图３．１所示。在險道内部离隧道口距离小于４０ｍ的范围内，??ＬＥＤ为主耍的照明来源；在大丁＇４０米以及隧道外部的范围，太阳光为主要来源。可以??看出，出口处亮度骤增的主要因素来源于太阳光，而经历明适应之前较暗的环境中照明??来源主要为ＬＥＤ隧道灯。??４＿?＾■■一有人丁照明｜??３５００?－?？免Ｘ工照?■一－??３（１００?■??＾?２５００?－?厂??＾?／??＾?２０００?－?Ｉ??／?１??ｔｅ；?１５００?－?／??？?１??ｌｏｏｏ?－?ｍ?？??５００－?？?ｊ！??０?？?ｌ?■?Ｔ?■?Ｔ?■?Ｔ?．Ｔ－Ｉ＇Ｔ－Ｔ－ｒ－Ｔ－ｔ?－?Ｉ??１００ｍ９０ｍ?８０ｍ?７０ｍ?６０ｍ?５０ｍ?１０ｍ?３０ｍ?２０ｍ?１０ｍ?０ｍ?—１０ｎｒ２０ｎｒ３０ｒａ?—??距离隧道出丨Ｉ距离??图３．１路而亮度变化曲线??Ｆｉｇ．?３．１?Ｃｈａｎｇｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｒｏａｄ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ??－１３－??
?ＬＥＤ光源色温对隧道出口明适应的影响研究???在吉林赤柏隧道实地考察时，分别在１月份以及９月份各选取５个晴朗的天气，使??用ＣＳ－２０００分光辐射亮度计从８：００？１８：００每隔一个小时对太阳光亮度进行测量，测量结??果取平均值如图３．４所示。??１０００００??９００００?－??８〇〇〇〇?？?＼??＾?７００００?？?／／?＼＼??５?ＣＯＯＯＴ?－?ｆ?ｆ?＼?＼??ＩＥ：＾／?■?＼??２００００?－?＼＼??１００００?－??Ｑ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?？?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??８８Ｂ８８８ＢＢ８８Ｓ?５??ａｏｃ？ｓ２＾＾Ｓ２？ｉＣＳＳｆｃ９Ｓ??ｒｉ：??图３．４不同时刻太阳光亮度的平均值??Ｆｉｇ．?３．４?Ａｖｅｒａｇｅ?ｖａｌｕｅ?ｏｆ?ｓｕｎｌｉｇｈｔ?ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ?ａｔ?ｄｉｎ＇ｅｒｅｎｔ?ｔｉｍｅｓ??上图数据显示：太阳光的亮度在一天之中小＇断变化，在正午时分亮度达到最大。在??不同季节里亮度表现也具有差异，９月份（红色）的太阳光亮度高于Ｉ月份（黑色）。??（２）光谱特点：??太阳光谱是一段不同波长的连续光谱，主要表示人阳光强度随波长的分布情况，包??括不可见光区以及可见光区其中不可见光区包括（紫外线区以及红外线区）。波长小??丁?３８０ｎｍ的太阳光为紫外光，波长在３８０ｎｍ－７８０ｎｍ之间的光为可见光，波长大丁？?７８０ｎｍ??的光为红外光。人眼可感知到的为讨见光冈。在可见光冈域，波长不同的电磁波，引起??人眼的颜色感觉不Ｎ。人眼感知到的颜色分别为：红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝??－?色以及紫色。??为了测量一天中变化的太阳光光谱曲线，在辽宁省大
【参考文献】：
期刊论文
[1]全光谱LED技术研究进展[J]. 裘金阳,陈磊,王新中,林金填. 发光学报. 2020(02)
[2]LED峰值波长对多光谱组合白光色参数的影响[J]. 杨华,杨宇铭,李燕,郑怀文,伊晓燕,王军喜,李晋闽. 照明工程学报. 2020(01)
[3]基于冷暖白光的隧道照明色温调节系统研究[J]. 张韫,李丽萍. 电子世界. 2019(23)
[4]LED灯在道路交通中的应用[J]. 王蕾. 公路交通科技(应用技术版). 2019(01)
[5]全光谱白光LED的混色研究[J]. 刘康,王加贤,汤梦饶,苏倩倩. 照明工程学报. 2018(06)
[6]全光谱可调色温高品质LED光源的研制[J]. 聂丛伟,闫永生,张青. 科技风. 2018(34)
[7]高速公路隧道照明节能模糊控制系统[J]. 张伟刚,瞿少成,秦天柱,黄芝龙,刘高. 电子测量与仪器学报. 2017(12)
[8]临合高速公路隧道LED灯照明应用分析[J]. 张政富. 中国高新技术企业. 2017(10)
[9]显色指数CQS和CRI对光源显色性评价的差异分析[J]. 赖传杜,庄其仁,张晓婷,陈芳萍. 照明工程学报. 2017(02)
[10]低透过率下隧道照明亮度对能见度的影响[J]. 董丽丽,石娜,张利东,秦莉,许文海. 光子学报. 2017(02)
硕士论文
[1]LED光源照明品质及评价指数研究[D]. 顾海婷.浙江大学 2017
[2]考虑明暗适应的高速公路隧道（群）行车安全保障技术与工程对策[D]. 胡顺峰.长安大学 2015
[3]基于行车视觉行为反应时间的中间视觉道路照明节能性分析及显色性能研究[D]. 严晓龙.合肥工业大学 2015
[4]基于视觉特性的高速公路隧道照明光源亮度与能耗分析[D]. 张韬.重庆交通大学 2014
[5]高速公路隧道群路段驾驶人视觉明暗适应变化规律研究[D]. 叶飞.长安大学 2014
[6]高速公路隧道照明系统节能控制研究[D]. 于甜甜.西安建筑科技大学 2013
[7]基于LED的公路隧道照明设计与中间视觉下LED隧道照明研究[D]. 刘翠萍.中国海洋大学 2012
本文编号：3470249
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１隧道照明区段划分图．??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｕｎｎｅｌ?ｌｉｇｈｔｉｎｇ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ??
口段光源成分的差异。隧道中间段??的光源仅由ＬＥＤ提供，而出口段不同位置太阳光与ＬＥＤ的占比仍需要进一步分析。为??了分析出太阳光的占比，选择６月中晴朗的一天的正午时分对赤柏險道（位于吉林省通??化）中间段与出口段亮度分两次测量，一次为中间段及出口段ＬＥＤ隧道灯按照隧道照??明规范的亮度保持正常发光状态，另一种是关闭ＬＥＤ隧道灯。使用ＫＯＮＩＣＡ?－?ＭＩＮＯＬＴＡ??ＣＳ－２〇００分光辐射亮度计在距离隧道出口?１００米处至洞口外３０米处，每隔１０米对路面??亮度进行测量，测量结果如图３．１所示。在險道内部离隧道口距离小于４０ｍ的范围内，??ＬＥＤ为主耍的照明来源；在大丁＇４０米以及隧道外部的范围，太阳光为主要来源。可以??看出，出口处亮度骤增的主要因素来源于太阳光，而经历明适应之前较暗的环境中照明??来源主要为ＬＥＤ隧道灯。??４＿?＾■■一有人丁照明｜??３５００?－?？免Ｘ工照?■一－??３（１００?■??＾?２５００?－?厂??＾?／??＾?２０００?－?Ｉ??／?１??ｔｅ；?１５００?－?／??？?１??ｌｏｏｏ?－?ｍ?？??５００－?？?ｊ！??０?？?ｌ?■?Ｔ?■?Ｔ?■?Ｔ?．Ｔ－Ｉ＇Ｔ－Ｔ－ｒ－Ｔ－ｔ?－?Ｉ??１００ｍ９０ｍ?８０ｍ?７０ｍ?６０ｍ?５０ｍ?１０ｍ?３０ｍ?２０ｍ?１０ｍ?０ｍ?—１０ｎｒ２０ｎｒ３０ｒａ?—??距离隧道出丨Ｉ距离??图３．１路而亮度变化曲线??Ｆｉｇ．?３．１?Ｃｈａｎｇｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｒｏａｄ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ??－１３－??
?ＬＥＤ光源色温对隧道出口明适应的影响研究???在吉林赤柏隧道实地考察时，分别在１月份以及９月份各选取５个晴朗的天气，使??用ＣＳ－２０００分光辐射亮度计从８：００？１８：００每隔一个小时对太阳光亮度进行测量，测量结??果取平均值如图３．４所示。??１０００００??９００００?－??８〇〇〇〇?？?＼??＾?７００００?？?／／?＼＼??５?ＣＯＯＯＴ?－?ｆ?ｆ?＼?＼??ＩＥ：＾／?■?＼??２００００?－?＼＼??１００００?－??Ｑ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?？?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??８８Ｂ８８８ＢＢ８８Ｓ?５??ａｏｃ？ｓ２＾＾Ｓ２？ｉＣＳＳｆｃ９Ｓ??ｒｉ：??图３．４不同时刻太阳光亮度的平均值??Ｆｉｇ．?３．４?Ａｖｅｒａｇｅ?ｖａｌｕｅ?ｏｆ?ｓｕｎｌｉｇｈｔ?ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ?ａｔ?ｄｉｎ＇ｅｒｅｎｔ?ｔｉｍｅｓ??上图数据显示：太阳光的亮度在一天之中小＇断变化，在正午时分亮度达到最大。在??不同季节里亮度表现也具有差异，９月份（红色）的太阳光亮度高于Ｉ月份（黑色）。??（２）光谱特点：??太阳光谱是一段不同波长的连续光谱，主要表示人阳光强度随波长的分布情况，包??括不可见光区以及可见光区其中不可见光区包括（紫外线区以及红外线区）。波长小??丁?３８０ｎｍ的太阳光为紫外光，波长在３８０ｎｍ－７８０ｎｍ之间的光为可见光，波长大丁？?７８０ｎｍ??的光为红外光。人眼可感知到的为讨见光冈。在可见光冈域，波长不同的电磁波，引起??人眼的颜色感觉不Ｎ。人眼感知到的颜色分别为：红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝??－?色以及紫色。??为了测量一天中变化的太阳光光谱曲线，在辽宁省大
【参考文献】：
期刊论文
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[2]LED峰值波长对多光谱组合白光色参数的影响[J]. 杨华,杨宇铭,李燕,郑怀文,伊晓燕,王军喜,李晋闽. 照明工程学报. 2020(01)
[3]基于冷暖白光的隧道照明色温调节系统研究[J]. 张韫,李丽萍. 电子世界. 2019(23)
[4]LED灯在道路交通中的应用[J]. 王蕾. 公路交通科技(应用技术版). 2019(01)
[5]全光谱白光LED的混色研究[J]. 刘康,王加贤,汤梦饶,苏倩倩. 照明工程学报. 2018(06)
[6]全光谱可调色温高品质LED光源的研制[J]. 聂丛伟,闫永生,张青. 科技风. 2018(34)
[7]高速公路隧道照明节能模糊控制系统[J]. 张伟刚,瞿少成,秦天柱,黄芝龙,刘高. 电子测量与仪器学报. 2017(12)
[8]临合高速公路隧道LED灯照明应用分析[J]. 张政富. 中国高新技术企业. 2017(10)
[9]显色指数CQS和CRI对光源显色性评价的差异分析[J]. 赖传杜,庄其仁,张晓婷,陈芳萍. 照明工程学报. 2017(02)
[10]低透过率下隧道照明亮度对能见度的影响[J]. 董丽丽,石娜,张利东,秦莉,许文海. 光子学报. 2017(02)
硕士论文
[1]LED光源照明品质及评价指数研究[D]. 顾海婷.浙江大学 2017
[2]考虑明暗适应的高速公路隧道（群）行车安全保障技术与工程对策[D]. 胡顺峰.长安大学 2015
[3]基于行车视觉行为反应时间的中间视觉道路照明节能性分析及显色性能研究[D]. 严晓龙.合肥工业大学 2015
[4]基于视觉特性的高速公路隧道照明光源亮度与能耗分析[D]. 张韬.重庆交通大学 2014
[5]高速公路隧道群路段驾驶人视觉明暗适应变化规律研究[D]. 叶飞.长安大学 2014
[6]高速公路隧道照明系统节能控制研究[D]. 于甜甜.西安建筑科技大学 2013
[7]基于LED的公路隧道照明设计与中间视觉下LED隧道照明研究[D]. 刘翠萍.中国海洋大学 2012
本文编号：3470249
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