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LED光色对隧道中间段人眼视觉与光生物效应的影响研究
| 论文题名： | LED光色对隧道中间段人眼视觉与光生物效应的影响研究 |
| 关键词： | 隧道照明;LED光色;视觉效应;光生物效应 |
| 摘要： | 对于隧道驾驶行为而言，人工光照是影响驾驶安全的重要因素。研究表明光不仅提供视觉信息，还对许多生理和心理行为产生影响，如警觉性、情绪、体温、视觉疲劳、瞳孔收缩和昼夜节律等。采用不同光色的道路照明光源，会产生不同的视觉效应和光生物效应，进而对驾驶员的视觉功效和机敏程度产生影响。合理的选择光源光色可以让这些影响有助于驾驶安全。随着近些年LED（发光二极管）在隧道照明中的广泛应用，其光色的多样性引发了相关研究者们的关注，将光色对光生物效应的影响应用于道路照明成为了近些年的研究方向之一。 当前对于光生物效应的研究主要集中在明视觉，而道路照明亮度处于中间视觉亮度范畴内，中间视觉的特殊性使得明视觉下得到的相关结论不一定适用于道路照明。目前道路照明在光色的选择方面也缺乏指导。比如《隧道照明设计指南》仅给出了亮度的推荐指标，关于光色没有明确的推荐指标。 基于此，本文对中间视觉光强度下光色对人眼视觉效应与光生物效应的影响进行了评估。结果表明，理论上，高相关色温和高显色指数的光谱在视觉效应方面能够使人眼获得更高的视觉灵敏度和视亮度；在光生物效应方面能够使人获得更高的警觉性，有助于人眼瞳孔的收缩，提高视觉灵敏度，视觉功效好。 本文在实验室内模拟了隧道内部区域行车的视觉功效检测实验，综合考虑了视觉效应和光生物效应两方面因素，以识别距离作为视觉评价指标，以闪光融合频率、瞳孔面积大小和主观情绪作为评价指标。结果表明，高相关色温和高显色指数光谱照射下：受试者的识别距离更大，视力更好，视觉灵敏度更高；受试者的闪光临界融合频率下降趋势更缓慢，说明此种光照环境下驾驶员疲劳较低，警觉性更高；受试者的瞳孔面积更小，视觉功效更好；驾驶员获得更高的正性情绪。然而，在负性情绪的影响中并没有发现类似的结论。同时，绝大多数受试者表示在高相关色温下他们感觉更“冷”，这使得他们更精神，更能集中驾驶注意力。 因此，综合视觉效应和光生物效应，高相关色温和高显色指数的光谱更有助于在隧道中间段提高驾驶员的视觉功效和机敏程度，提高行车安全性。因此，建议在隧道中间段区域采用高相关色温、高显色指数的LED光源，进而提高道路交通安全水平。 |
| 作者： | 刘鹏 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 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： | 2022 |
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