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用反应时间确定道路照明功率密度值的方法 李毅陈仲林胡英奎张青丈 (重庆大学建筑城规学院) 摘要：从人在高压钠灯和金属卤化物灯下的反应时间出发，考虑中间视觉和光生物效应的 影响，提出一种确定道路照明功率密度值的方法。该方法采用反应时间相等时，金属 卤化物灯相应的背景亮度对道路照明节能标准中推荐光源高压钠灯的背景亮度之比 值和相对光效的概念，计算出快速路及主干路采用金属卤化物灯作为照明光源时照明 功率密度值。 关键词：中间视觉 光生物效应 相对光效 照明节能 道路照明功率密度值 引言 目前国际照明委员会(CIE)和国外相关标准均未提出道路照明节能标准值，而我国于 2007年开始实施的《城市道路设计标准》制订出我国的道路照明节能标准‘1】【21，推荐了仅适 用于高压钠灯的机动车交通道路的照明功率密度值；若采用金属卤化物灯照明，则对推荐的 照明功率密度值(LPD)乘以高压钠灯与金属卤化物灯的光通量之比值。 由于光通量是在明视觉条件下算得的，这与道路照明水平一般处于中间视觉的实际情况 有差别，况且现行的国内外道路照明标准推荐值均不考虑人眼的光生物效应(本文仅指可见 光对人产生的光生物效应)，不利于道路交通安全和照明科学节能。为此，采用模拟道路照 明水平条件下测得的反应时间，其表示驾驶员夜间行车过程中的中间视觉和光生物效应的总 l“W的 视觉效果。现选用发光效率102．6I州W的250w高压钠灯(HPS)和发光效率71．2 250W金属卤化物灯(MH)作为实验用灯，分别测量反应时间，并计算出MH对道路照明 常用的HPS的相对光效，提出了快速路及主干路不同车道数的MH照明功率密度值。 1反应时间与背景亮度关系 反应时间是采用“道路照明反应时间测量系统”实验装置测得的。该装置由观测箱、光 学系统、灯箱、电子计时仪和iⅥewX眼动仪5个部分组成。利用该装置可以模拟夜间驾驶 的HPS和白色光的MH在不同背景亮度条件下的反应时间(见表1)。 表1 在不同背景亮度L。条件下HPS和洲的反应时间(ms) 0．10 0．30 0．50 0．70 0．80 1．00 1．20 1．50 1．80 2．00 2．50 3．oo 3．50 L。(cd／m2) HPS 209．06199．35189．26185．95184．07185．93177．90173．41170．59166．73162．13159．28158．Ol 删 205．42196．oo186．05182．53180．23182．53175．80171．77168．98165．25160．23158．05156．72 在不同背景亮度条件下，HPS和洲的反应时间曲线图(见图1)。 ^ ‘D E 一 垦 菪 留 呕 背景亮度L。(cd，m2) 图1不同背景亮度条件下HPS和洲反应时间曲线图 从表1和图1中可以看出，在被研究的背景亮度范围内：随着背景亮度增大，HPS和MH 的反应时间总趋势逐渐变短；MH的反应时间均比HPS短，说明MH的道路照明效果比HPS好； 当背景亮度趋于1．00cd／m2附近时，反应时间曲线出现一个拐点，即反应时间变长，道路照 明效果不好。 为了更好地拟合被研究光源的反应时间与背景亮度之间的关系式，现把上述背景亮度范 围在拐点处分成两部分，分别对不同背景亮度条件下的反应时间数据进行回归分析。 所以取背景亮度L。在1．2～3．5cd／m2范围时， HPS下的反应时间拟合关系式为： f榔=155．008+75．843×P一￡川070 (1) 式中：觚一HPS的反应时间(ms) +国家自然科学基金资助项目