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LED显色性对隧道入口段人眼暗适应影响的研究
| 论文题名： | LED显色性对隧道入口段人眼暗适应影响的研究 |
| 关键词： | LED显色性;隧道入口;人眼暗适应;视觉特性;颜色差异 |
| 摘要： | 在晴朗的白天，驾驶员行驶到隧道入口段时，由于隧道内外光环境的差异，会导致人眼在此过程中产生“黑洞效应”，也称为暗适应现象，并出现短暂的失明，严重影响交通安全。这种暗适应现象可以通过科学的隧道照明设计加以改善，研究公路隧道入口段照明条件对暗适应现象的影响具有十分重要的意义。 传统照明灯具（例如高压钠灯）的光谱固定，显色性和色温等参数数值单一，以往对隧道照明安全的研究仅局限于亮度范畴。LED（发光二极管）具有寿命长和发光效率高等优点，近几年作为一种新型照明光源被广泛的使用于隧道照明中。显色性是LED的重要特性之一，会直接影响隧道行车视觉效果，且LED显色性数值不固定。目前关于显色性对隧道照明行车安全性影响的研究较少，在当前的隧道照明设计指南中也没有给出关于显色性的明确推荐指标，这些问题已经引发了相关研究者们的关注。 本文对几种常用的显色性评价指标进行分析，指出CRI2012（一种基于颜色差异的显色性评价指标）更适用于评价隧道入口处LED光源的显色效果。然后根据入口段照明亮度特征和显色特性分析驾驶员驶入隧道入口处时的视觉特性。认为显色性的差异会影响三种视锥细胞的敏感性，进而导致暗适应效果的差异。将暗适应分为适应阶段和识别阶段，分别从隧道内外视亮度差和目标与背景色差理论分析显色性对两个阶段的影响，从理论角度分析认为高显色性LED有助于减弱暗适应现象，同时介绍暗适应的检测方法。 本文在实验室环境中搭建模拟真实隧道入口段光环境，实验参数选用4种不同数值的CRI2012、3种色温和8种观测目标颜色。通过切换高亮度LED至低亮度LED使人眼发生暗适应现象，记录从亮度骤降到受试者分辨出目标物的时间为反应时间，用以衡量暗适应的强弱。实验结果显示：目标物颜色对暗适应的影响大于LED显色性对暗适应的影响，在观察大多数不同颜色的目标物时，高显色性有助于减弱暗适应效果。在设计隧道入口段LED显色性参数值时应该尽可能的取一个较大值（接近100最佳），并且色温应该取一个较低值（约2800K）。本文为隧道照明设计提供技术支持，为隧道照明规范提供参考，对提高高速公路隧道行车安全、避免交通事故的发生具有重要意义。 |
| 作者： | 赵恩重 |
| 专业： | 电子科学与技术 |
| 导师： | 董丽丽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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