机场跑道临时关闭警示装置光度学特性研究

发布时间：2017-09-04 16:38

  本文关键词：机场跑道临时关闭警示装置光度学特性研究

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【摘要】：当代机场规模不断扩大、跑道数量不断增加,机场跑道临时关闭警示装置为保障机场的安全运行,防止飞行员降错跑道发挥着日益重要的作用。跑道关闭警示装置的光度学特性是影响该装置能否有效起到警示飞行员作用的重要因素。目前,跑道关闭警示装置灯光构型、颜色尚未统一,其可见性与跑道视程RVR的关系也没有具体数据作为参考。这严重影响了飞行员的判断,带来安全隐患。因此,为保障机场的运行安全,急需量化该装置警示作用的可靠性并给出一个最优尺寸、颜色选择的参考数据。针对上述问题,本文给出了实际的解决方案。首先,研究了人眼视觉的特征,分析了光强、颜色及对比度对人眼视觉的影响,给出了确定跑道关闭警示装置光度学特性的视觉依据。然后,为使跑道关闭警示装置的可见性计算结果更具有实际的参考价值,以主要影响RVR的雾为研究对象,利用球形粒子的Mie散射定律研究了平流雾和辐射雾的衰减系数与大气能见度的关系,利用与波长相关的大气光学厚度修正了阿劳德公式和柯西米德公式。采用绝对阈值法建立了RVR与大气能见度和大气衰减系数的关系,为研究跑道关闭警示装置的可见性与RVR的关系提供了数据依据。其次,针对跑道关闭警示装置尺寸及灯光构型、光强、颜色对其可辨识性和可见性的影响,结合人眼动态分辨角及飞机安全复飞距离给出了符合可辨识要求的尺寸及光强分布,提出了用虚拟点计算装置发光强度的方法,利用绝对阈值法结合修正公式推出了红、黄、白三种跑道关闭警示装置可见距离与RVR参考关系,并给出了最优的光源光强、颜色建议,为跑道关闭警示装置的设计提供了理论依据。最后,通过易于实验的跑道关闭警示装置等比例缩小模型,设计了测试实验,并验证了虚拟点计算光强方法的正确性,证实了跑道关闭警示装置尺寸、灯具布局以及颜色设计的合理性。
【关键词】：跑道关闭装置 人眼视觉 绝对阈值法 消光系数
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V351.3;TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文的主要研究工作13-15
• 第二章 警示灯发光颜色和亮度对视觉的影响15-23
• 2.1 光谱光视效能函数15-17
• 2.2 人眼对警示灯光颜色的敏感性17-20
• 2.2.1 视锥细胞对人眼颜色敏感性的影响17-19
• 2.2.2 视网膜颜色信息处理19-20
• 2.3 人眼对警示灯光亮度的灵敏度20-22
• 2.3.1 对比灵敏度20-21
• 2.3.2 照度阈值21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 飞行区大气环境对警示灯光的衰减23-38
• 3.1 飞行区大气环境透射系数23-25
• 3.2 警示灯光在飞行区大气中的衰减25-29
• 3.2.1 单个雾粒子对警示灯光的衰减系数25-28
• 3.2.2 不同能见度下雾对警示灯光的衰减系数28-29
• 3.3 警示灯光视程与大气衰减系数的关系计算29-37
• 3.3.1 警示灯光视程计算30-33
• 3.3.2 警示灯光视程与大气衰减系数关系计算33-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 跑道关闭警示装置的光度参数设计38-58
• 4.1 跑道关闭警示装置灯光构型设计38-41
• 4.1.1 灯具布局设计38-40
• 4.1.2 跑道关闭警示装置光强分布40-41
• 4.2 跑道关闭警示装置光强41-45
• 4.2.1 跑道关闭警示装置单灯光强确定41-42
• 4.2.2 跑道关闭警示装置总光强计算42-45
• 4.3 不同发光颜色的机场跑道关闭警示装置的可见性计算45-57
• 4.3.1 白色机场跑道关闭警示装置可见性与RVR的关系45-48
• 4.3.2 黄色机场跑道关闭警示装置可见性与RVR的关系48-51
• 4.3.3 红色跑道关闭警示装置可见性与RVR的关系51-54
• 4.3.4 白、黄、红三种颜色跑道关闭警示装置的可见性对比54-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 实验装置及实验结果58-63
• 5.1 实验装置介绍58-59
• 5.2 实验步骤及结论59-62
• 5.2.1 光强测试实验59-61
• 5.2.2 跑道关闭警示装置的可见性实验61-62
• 5.3 本章小结62-63
• 总结与展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-69
• 附录 169-71
• 附录 271-73
• 攻读硕士期间发表论文和专利73

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本文编号：792661