城市道路照明构成要素研究

城市道路照明构成要素研究

龙江涛

重庆高速公路集团有限公司南方营运分公司  重庆市  401121

【摘要】城市道路交通环境是一项“人-车-路-环境”相协调的过程，本章首先分析城市道路照明的影响因素，以此探明城市道路照明光环境的照明构成要素；然后从驾驶员出发，分析驾驶员生心理感知机理，探明驾驶员在行车过程中的生心理感知过程；最后，分析驾驶员生心理感知的评价指标，并筛选出对驾驶员安全性具有主要影响的指标作为研究基础。

【关键字】城市道路；照明

1城市道路照明影响因素分析

由于城市道路照明光环境的光照来源复杂，其照明场景受到多方面的影响，根据文献的收集与整理分析，得出其主要影响因素为天气、路灯、建筑物、道路景观、道路交通设施以及汽车前照灯。

1.1天气

不同的天气，在一天中不同时刻其光环境的照度、亮度以及色温值都有着显著变化。同一时刻的照度、亮度，一般晴朗天>阴天>雨天；一天中不同时刻，一般正午时照度、亮度最大，早晨和傍晚变化明显。在晴朗无云的天空，没有太阳直射光的情况下上午10点至下午14点时，标准日光色温大约在5200~5500K。

晴朗天虽然是最好的天气，但驾驶员往往在晴朗天时发生的交通事故最多，据统计，晴朗天发生的交通事故约占事故总数的75%，其主要是因为晴天有时阳光强度过大造成不利光环境，并且干燥沥青路面会形成强烈的反射光，导致驾驶员视线不佳。雨天由于路面湿滑和积水，造成路面附着系数变小，路面反射光不足，影响道路照明光环境和驾驶员的信息感知，从而造成交通事故高发。

1.2路灯

路灯作为城市道路夜间光环境的主要来源，对光环境起到决定性作用。不同的照明灯具具有不同的配光曲线，所营造的光环境也大不相同。目前，城市道路主要采用高压钠灯和发光二级管灯，高压钠灯是一种气体放电灯，利用气体放电原理制造而成，高压钠灯为道路照明提供了一种高光效、长寿命的光源；发光二级管灯又名为LED，随着半导体发光材料研究的不断深入，各种颜色的高亮度LED灯取得了进一步进展，这使得LED作为高光效的道路照明光源成为可能。

1.3建筑光源

城市道路不同于高速道路，随着国民经济的飞速发展，城市规模扩大，各种商业街、广告牌随处可见，因此，道路周围的建筑光源也成为城市道路照明光环境的构成之一。通过文献收集和整理发现，对道路照明光环境影响最大的是LED显示屏。

随着信息社会的发展，现代信息显示技术也得到空前的进步，LED显示屏因其突出优势在许多领域得到广泛应用，现如今，LED显示屏已经成为城市建设不可或缺的一部分。但由于使用者在设计时未全面考虑，在设计中追求大、亮以及炫彩，特别是商业区硕大的LED广告牌，其不合理的设计将造成道路照度、亮度过高，环境比过大，产生不良眩光，不仅造成了资源的浪费，而且严重影响过往驾驶员的行车安全。

1.4其他

除天气、路灯以及建筑物光源对城市道路照明要素具有重要影响以外，道路景观、道路交通设施以及汽车前照灯等对城市道路照明也具有一定的影响。

随着人民生活质量的日益提高，人们对美好生活的向往变得更加迫切，对城市道路环境提出了新的要求，要求城市道路环境更具智能性、美观性、艺术性。因此，城市道路景观成为了道路环境的构成之一，城市道路照明景观也随之而来，例如道路景观灯和LED装饰灯。各式各样的道路景观照明，在一定程度上不仅仅是照明灯具，还带给生活丰富的色彩以及美的感受；但是不合理的道路照明景观将扰乱道路光环境，影响驾驶员对环境信息的感知。

2城市道路照明构成要素分析

城市道路照明对于改善交通安全起着重要作用，其光照来源主要分为自然光和人造光，自然光主要为太阳光和天空散射光，人造光主要为路灯以及建筑的人工光源。城市道路照明光环境的不同，将导致驾驶员对光环境的信息感知。因此，在研究城市道路照明与交通安全的关系之前，有必要探明其光环境的构成要素。通过查阅资料及理论分析研究城市道路照明的影响因素之后，发现城市道路照明光环境的主要构成要素为照度、亮度、色温和环境比。

2.1亮度和照度

路面照度和亮度分别从物理量感知和视觉感知两个角度衡量了道路照明的质量。

路面照度：指单位面积上接收到的光线的光通量，是衡量路面被光线照射程度的物理量。其单位是勒克斯（Lux），反映了路面接收光线的总量。照度是道路照明中一个重要指标，直接关系到驾驶员和行人的视觉舒适度和安全性。

路面亮度：指人眼从一个方向观察路面时，路面在这个方向上的光强与人眼所见的路面面积之比，即单位投影面积上的发光强度。其单位是坎德拉每平方米（cd/㎡）。亮度更直接地反映了人眼对路面光照效果的感知，是衡量道路照明质量的关键参数之一。

2.2色温

色温：光源发出的光的颜色特性，以开尔文（K）为单位。它反映了光源光色的冷暖程度，较低的色温（如2700K）产生暖色调的黄光，而较高的色温（如6000K）则产生冷色调的蓝白光。在道路照明设计中，色温的选择对驾驶员和行人的视觉舒适性和安全性有重要影响。

2.3环境比

环境比（SR）是指道路外侧带状区域内的平均水平照度与相邻的等宽度的行车道上的平均水平照度之比，带状区域的宽度为机动车道路半宽度与机动车道路缘石外侧无遮挡带状区域宽度二者之间的较小者，但不超过5m。由于城市道路光环境具有复杂性和多样性，复杂多样的环境光源常常造成驾驶员注意力分散以及视觉负荷过重等不良影响，当环境比较低时，驾驶员将无法及时发现潜在的交通危险，当环境比较高时，容易造成驾驶员分心等不利影响。因此，很有必要将道路照明环境比作为城市道路照明构成要素研究与交通安全的关系。《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2015）按照不同道路等级对环境比进行了规定，要求设计道路照明时满足其最小值标准值。

3. 结语与讨论

本文根据对城市道路照明光环境的分析研究发现，其光环境构成要素主要为路面照度、路面亮度、路面色温和环境比，由于路面照度和路面亮度可以相互转换，因此，后续选取路面照度、色温和环境比作为城市道路照明要素开展相关研究。

参考文献

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[4]CJJ 45-1991, 城市道路照明设计标准[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2015.