道路照明随雾霾变化的光度学特性及评价研究

作     者：邵茂丰 

作者单位：中国计量学院 

学位级别：硕士

导师姓名：金尚忠;王坚

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：道路照明 雾霾 照度 中间视觉 智能照明 

摘      要：随着全国大范围城市雾霾环境的不断蔓延与恶化,道路照明安全面临越来越严峻的挑战。雾霾一方面使得道路能见度降低,使得人们在夜间的辨色能力下降,另一方面又使得路面照度不再符合道路照明安全要求,造成交通瘫痪,交通事故频繁发生。为保证道路照明良好的光环境,确保道路照明的安全性,本文对LED路灯以及传统高压钠灯在不同雾霾浓度下的照明特性进行了检测。根据检测结果分析雾霾对道路照明光度学特性的影响,并提出针对性的智能照明系统改善方案,以求对日益严重的雾霾所引起的道路照明安全隐患起到相应的改善作用。全文具体的实验内容及结论如下所示:(1)对实际雾霾天气环境下的LED路灯及高压钠灯光源进行了检测。在不同浓度的雾霾天气条件下,对不同色温的LED路灯及高压钠灯的照明中心的照度及显色指数进行了测量。对照度而言,随着雾霾浓度的增大,无论是LED路灯还是高压钠灯,照度均有不同程度的降低,且照度最大变化率:LED路灯(均小于3%)高压钠灯(大于10%)。对照度透过率而言,它也随着雾霾浓度的增大而降低,在低雾霾浓度下,低色温LED路灯的照度透过率高,而在高雾霾浓度下则恰恰相反。对显色指数而言,LED路灯显色指数随雾霾基本不变化,高压钠灯显色指数随雾霾变化相对较为明显,随着雾霾浓度提高,显色指数有所上升。(2)对照度特性进行了更深层次的分析,利用中间视觉MES2模型,将实验数据中的明视觉照度转化为中间视觉照度,并对中间视觉下照度透过率进行分析,总结不同路灯在中间视觉环境下,照度及其透过率随雾霾浓度变化的规律。(3)设计了雾霾影响下的智能照明系统理论方案,通过设立照度透过率倒数为影响因子,以求在不同的雾霾浓度下,对于任意一种雾霾浓度,在对应待测光源的标准功率上乘以与该雾霾浓度对应的影响因子后,使得照度值恢复到正常水平,重新符合道路照明的要求,弥补雾霾造成的照明性能降低,实现智能照明。