公铁同层桥梁防眩设施及防眩效果研究

以某公铁同层桥梁为背景,以道路失能眩光造成的阈值增量为评价指标,基于DIALux光学仿真分析软件,结合现场试验进行公铁同层桥梁防眩设施研究,并从屏障结构和列车光源2个层面开展影响屏障防眩效果的参数分析。结果表明:屏障高度和遮光角需大于某一阈值才能满足防眩要求,本案例为3.0 m和12°;当屏障开孔率较大或者光源灯柱角度和光通量较大时,需要进一步校核眩光指标,以免其漏光严重;灯柱角度和屏障材料基本不影响眩光水平;影响眩光水平的主要因素为屏障高度、遮光角和列车灯光通量。

高速公路隧道低位照明综合效能研究

照明系统是保障隧道运营安全的基本要素,其碳排放量在机电系统中比重较高,照明灯具存在着故障率高、维护困难的问题。本文采用数值分析的方法建立了隧道低位照明的三维空间模型,对低位照明相关的路面亮度、路面照度、路面均匀度、墙壁亮度、阈值增量、眩光值、能耗水平等效能指标进行了分析,并与高位照明方式的效能进行了比较。结果表明:在低位照明方式下,当单个灯具光通量相同时,路面亮度与灯具纵向间距呈正比例关系,路面的亮度总均匀度和道路纵向中线均匀度都较高,道路纵向中线均匀度的值接近于1;低位照明的眩光指标较高,各种工况的阈值增量均大于15,且纵向间距越小,阈值增量越大。在灯具总光通量相同的情况下,低位照明的路面亮度值大于高位照明,说明低位照明的电能利用效率高于高位照明,但是低位照明的眩光指标高于相关标准,需要进一步对光强分布提升改进。

面向健康照明的光品质标准进展评述——视觉篇

光品质是健康照明的最重要的指标之一,涉及的要素有很多,主要可以分为视觉相关(成像)和非视觉相关(非成像)。其中,视觉相关要素又可分为照度和亮度、颜色(包括色温和色容差、显色性、颜色维持率、空间颜色非均匀性、彩色光等)、闪烁和频闪效应、眩光(包括不舒适眩光和失能眩光)等。本文梳理并分析了视觉相关的光品质标准,希冀标准化能助推健康照明的发展,提升家庭生活和城市公共照明品质。

运用电光源特性对环境和建筑合理配光

以电气照明理论为依据,针对在实际电气照明工程中如何根据环境要求,建筑物风格及人的生理和心理需求等诸多因素合理配光及运用光源特性的问题,论述了电气照明中光源的色温、显色、光效、眩光、频闪等概念意义,并着重阐述了光源特性与环境,建筑,空间,材料,色彩,气氛,时尚,艺术及人的需求有机结合的必要性。

眩光变量与有效对比度关系曲线方程的建立与分析

目的建立一定对比的视标在人眼光亮度有效感知区和眩光影响下的有效对比度的曲线方程。方法假定人眼有生理光亮度有效感知区,用极限值(明阈值与暗阈值)来量化表示,结合眩光变量,在迈克逊的对比度公式基础上,分析各种条件下的适用曲线方程,进行一般二次曲线的不变量判别和计算后,建立分段曲线方程组。结果 6个分段曲线方程构成两幅无缝接壤曲线图,3种条件下呈一直线,另3个条件下都是双曲线。结论眩光变量与有效对比度关系曲线方程组可用于计算多因素影响下的视标有效对比度,再通过与相同背景适应光下测定的对比敏感函数对照就可以知道相应的有效视力。

体育场照明设计需关注的几个问题

体育场照明设计中,对足够的照度和照明均匀度、足够的亮度和无眩光照明、适当的阴影和颜色的正确性、频闪效应的影响等的问题进行了详细分析,必须对上述问题了解和掌握,才能做好照明设计。

真实感眩光效果实时绘制

针对现有眩光效果绘制方法的真实感和速度问题,提出一种基于GPU的真实感眩光效果绘制方法.首先根据光圈和镜头生成带有随机镜头噪声的二维衍射光栅图像;其次考虑夫琅禾费和菲涅耳2种不同的衍射效果,利用预存算法系数的快速傅里叶变换模拟衍射效果的光学过程,并通过衍射效果的光谱模型实现真实感绘制,同时利用2个独立的一维高斯卷积核加速实现bloom效果;再通过随机小角度旋转和混合操作进行真实感增强;最后采用实时光线跟踪渲染框架,在三维场景中实现了真实感眩光效果的实时绘制.该方法的主要步骤采用CUDA实现,充分利用了GPU强大的并行计算能力并兼顾考虑存储器优化策略.实验结果表明,文中方法绘制结果具有较强的真实感和实时性.

眩光效应原理机制解析

从眩光效应的相关定义和现象出发,分析了眩光效应形成的基础,并最终确定了眩光效应形成的作用量时变表达式,建立了眩光效应作用机制模型,为眩光效应的应用提供了一个理论分析方法。

照明的明天:什么是热点

从社会、产品和应用的角度,举例说明未来数年照明的"热点"。从社会的角度,说明可持续发展以及相关节能产品和应用设计的持续重要性。要更加关注完全无废料的设计,即"从摇篮到摇篮"(from cradle to cradle)的设计。从产品的角度,说明固态将成为许多产品应用的标准。在固态照明方面,由于所提供的数据常常有误而令新用户不满,因此向固态照明转变的脚步会放缓。若有效控制固态照明中的眩光,须有新型的光学设计。目前的评价体系,是通过经验方法获得,完全不适用于固态照明环境,因此需要全新的眩光评价体系。普通室内照明的显色性和色表规格,过去以白炽灯为基准,现在须设定严格的新标准。在应用方面,若要达到非视觉生物效应,智能动态照明也要成为一种标准。我们将看到,为减少因生物钟失调而出现的问题,会广泛应用光学治疗。在固定路灯方面,随着汽车系统本身的发展,不会再优先考虑物体的能见度。我们需要的不再是路灯亮度概念,而是更加三维的概念。若综合考虑中间视觉的所有效果,路灯光源的最有效光谱应该偏暖白光。老年人会丧失短波长视觉能力,是其中的主要原因。

基于人眼视觉的星空背景建模与仿真

研究构建一个虚拟太空出舱操作系统,作为航天员训练环境,过去对星空模型最终视觉效果的渲染却研究甚少。经典的程序用描点或纹理贴图方式来仿真星空,对于虚拟现实系统,真实感明显不足。为了解决上述问题,从人眼视觉模型出发,依据计算天文学知识,提出利用GPU片段着色技术,对星空模型进行光晕视觉效果处理,在OGRE平台上构建了一个沉浸感强、真实度高的星空背景模型。使航天员在虚拟操作训练系统环境中得到了很好的沉浸感强的环境。仿真结果表明,改进方法构建的星空背景完全满足航天员虚拟训练场景的逼真度和实时性要求。

非致命激光眩目器眩目效果定量检测评估系统

针对非致命激光眩目器的眩目效果测量与评估的迫切需求,研制了一套激光眩目器眩目效果定量检测评估系统。该系统采用非生物定量测试手段,设计了由仿真人眼光学系统、视网膜模拟器、仿真眼球支撑装置组成的仿真人眼靶标,通过仿生人眼靶标可捕捉探测到类人眼效果的原始激光眩目图像,结合生物特征的CIE一般失能眩光方程,经过眩目效果测试评估软件处理后可对仿生眩目图像进行综合分析,最终得到激光眩目器的眩目效果的等级判定。系统的光谱分辨率为1 nm,工作波段为380~780 nm,环境光照测试范围为1×10^(-4)~1×10^(3)lx,激光眩目器照射至仿真人眼靶标处的可测试最大功率密度阈值为2 mW/cm^(2)。最后,开展了大量与志愿者人眼眩目效果的对比试验,并应用于某系列警用激光眩目器的眩目效果测试中,为反恐防暴装备选型工作提供了多次考核评估试验。试验及应用结果表明,该系统解决了采用非生物手段对激光眩目生理效应进行定量测试的难题,并实现了非致命激光眩目器眩目效果的科学评估,为深入开展激光眩目器的眩目效应研究提供了支持。

基于有效光通概念的低能耗路灯研究

低位照明中眩光强烈程度与灯具出光效率呈正相关,消除眩光的截光板会导致灯具出光效率极低。基于驾驶员的视觉需求对路灯出光进行分析,提出了道路照明有效光通的概念,将路灯出光分为有效光通、无效光通与有害光通(眩光)三部分。根据有效光通概念设计了多通道灯具结构,将无效光通转化为有效光通,并消除有害光通。通过软件模拟实验得出灯具出光效率与通道数的关系;通过设计多通道结构验证实验证明结构的可行性。实验结果表明,灯具出光效率与通道数呈线性关系,出光高度为4.9 mm时灯具出光效率最大,约为67.4%;多通道结构可以将多维度低位路灯出光效率由17%提升至63%。因此多通道灯具结构可以同时解决低位道路照明存在的眩光强烈与高能耗的问题。

致盲日光对驾驶影响的研究综述

围绕已有研究对驾驶员行为特性、交通事故关联性以及日光眩光预测技术等方面进行介绍,对日光眩光严重影响驾驶安全的现象进行机理阐释,并分析总结日光眩光对驾驶影响的相关规律。研究结果表明:日光眩光是一种失能眩光,驾驶员大多对此缺乏重视且不能有效应对,在秋冬季的早晨和晚上(不限于日出或日落),东西朝向的道路或隧道出口的事故率最高,视线与太阳所成夹角小于25°时致盲效应尤为明显,现有的基于GIS/GPS预测眩光的技术应用并不成熟,需考虑地形及建筑物的影响。

道路并行式涉路行为安全评估研究

在各类涉路行为日趋普遍的情况下,对涉路行为的安全评价结论成为行政许可的主要依据。道路并行式涉路行为易影响公路边坡形貌和排水系统,侵入公路安全限界,对行车安全构成威胁。文中结合沪宁城际铁路与沪宁高速公路并行安全性评价实例,就道路并行式涉路行为的安全评价展开研究,提出一套可以付诸实践的评价标准,供公路管理机构、设计单位、施工单位、涉路工程申请人参考。

具有民族特色的新型诱导防眩板研究与应用

为了让所设计的新型防眩板在既能满足国家标准要求又能融入傈僳族文化特色条纹,且能增加防眩板视觉诱导功能,分析确定了适用于云南保泸高速示范工程防眩板的遮光角、高度,材料等参数,通过查阅大量文献资料确定傈僳族最具代表的颜色文化条纹,并在防眩板加入了线形诱导模块,既增加了行车安全又具有道路线形诱导功能。结果表明防眩板材料质检均超过国家标准要求,并对示范工程防眩板进行了防眩功能及道路线形诱导安装效果评估,均达到了设计要求,该研究类型在国内尚属于首次应用。

玻璃纤维增强铝合金层板高速冲击损伤容限

为研究玻璃纤维增强铝合金(GLARE)层板高速冲击损伤容限,对单次、多次冲击载荷下GLARE层板的损伤特性进行了高速冲击试验和数值仿真研究。采用一级气体炮,在GLARE层板靶板的中心位置、边位置、角位置进行弹道冲击试验,获取弹道极限和损伤模式,然后结合数值仿真剖析动态响应特性。结果表明,弹道冲击条件下,GLARE层板主要通过塑性变形、金属层裂纹、脱胶、复合材料纤维脆断等损伤模式吸收冲击能量。边界约束效应对GLARE层板冲击损伤特性具有显著影响,主要表现在:约束效应导致不同位置冲击下GLARE层板损伤模式不同,包括成坑、金属裂纹和冲塞等特征;角位置冲击条件下,GLARE层板的弹道极限速度明显低于中心位置冲击结果;重复冲击条件下,角位置比与边位置和中心位置更容易发生穿透。

城市地下交通工程照明设计

由于现行规范中没有针对城市地下交通隧道设计方面规范,本文借鉴与城市地下交通相近的规范条文,对城市地下交通隧道照明设计进行了探讨,提出了城市地下交通隧道照明设计中的照度确定、灯具布置、眩光处理、频闪、照明节能等问题解决方法。