可见度又称
能见度,指观察者离物体多远时仍然可以清楚看见该物体。
气象学中,能见度被定义为
大气的透明度,因此在气象学里,同一空气的能见度在白天和晚上是一样的。能见度的单位一般为米(m)或千米(km),天气好的时候能见度高,数值大;天气不好时能见度低,数值小。
可见度又称视见度、能见度,它有两方面的内容:1.人观察远物的能力:在室外主要用人所能观察到的标准目标的距离来表示,它可由光亮度对比来确定,还与作业细节的大小,作业的光亮度及其对比度有关;2.人对人眼能起作用的性能的分辨能力,例如人眼对各种颜色(波长)的光波的分辨能力。例如黄色光波(555nm)的视见度比紫色光(400nm)的强。低能见度多出现于雨天、大雾时及有烟霞的日子。空气污染会严重降低能见度,因此不少地区以能见度为空气污染的指标之一。能见度对于
航空、
航海和驾驶汽车都非常重要。
在道路照明中,为了减少夜间交通事故,仅有路面亮度是不充分的,而必须使目标物亮度和背景亮度的差别高于一个确定的最小值。因此,宜采用可见度水平评价道路照明效果。这是在提高驾驶员安全性方面的一个新颖的道路照明设计思路。可见度常采用可见度水平表示,它表示了目标和背景的亮度差大于其阈限状态时亮度差的倍数。分析了影响可见度的各种因素,提出了可见度在道路照明中的设计方法,并从灯具的安装高度、间距、布置方式等讨论了影响道路照明质量的变化趋势,指出较高的路面目标物的对比度能够较大地提高道路照明质量。道路照明的首要目的是在夜间提供快速、安全和舒适的可见度,达到交通安全、减少交通事故,提高交通运输效率。采用小目标可见度设计方法进行道路照明设计是直接的、也是有效的,随着研究的深入,以小目标可见度( STV) 模型计算可见度水平已形成了较为成熟的方法,用于实际的道路照明设计已成为可能。在与道路照明亮度设计理论比较发现,小目标可见度设计方法在节约能源和成本方面有很大的潜力,这为夜间交通安全化和能源使用最佳化两方面提供了一个新颖的设计思路。更能达到道路照明可持续发展的要求。
虽然影响可见度水平的主要因素有目标物的对比度、紧邻的背景亮度、邻近环境的适应水平和失能眩光,但具体到道路照明设计中,归根结底是照明光源、照明系统和道路系统的几何关系相互影响的结果。为避免其他的不确定因素,在研究可见度的设计方法时,笔者考虑固定道路照明光源为道路和人行道提供照明。在这种情况下,满足道路照明路面亮度或小目标可见度的设计程序为,首先根据道路系统的分类或等级选择适宜的亮度和可见度标准,,然后试选光源和灯具,初步确定灯具的排列和间距等几何关系,然后按照路面亮度标准和 STV 分别算值。最后从路面亮度或小目标可见度( STV) 方面评价照明系统,并通过调整以达到满意的路面亮度或小目标可见度。应注意的是,可见度和路面亮度标准确定的都是最小值,设计值必须达到或超过它们,否则就必须修改设计来达到要求。另一方面,为了降低费用和节约能源,如果设计值超过可见度和路面亮度较多也要修改设计,或者设计者根据能耗或其他相关考虑来确定该设计。粗略地看,似乎可见度的设计程序与路面亮度的设计程序并无多大的区别,但比较路面亮度的计算方程组和可见度计算模型可以看出这两种设计方法会在相同的设计中产生完全不同的评价,为了提高一个标准可能会降低另一个标准。为了使小目标可见度和路面平均亮度达到道路照明设计标准中小目标可见度的推荐值要求,应对灯具的安装高度、灯具间距、灯具的配光情况、灯具的布置方式、光源功率等一项或几项进行反复调整,重复计算。由于小目标可见度数学模型较为复杂,将导致计算工作量很大,所以均应采用程序计算。
最终能否发现缺陷,依赖于缺陷的显示能够被观察到,而缺陷显示能否被观察到,则用可见度来衡量,可见度越高,缺陷的检出能力越强、可见度是观察者相对于背景、外部光等条件下能看到显示的一,种特征,可见度与显示的对比度是密切相关的:影响可见度的因素较多,主要与显示的颜色、背景、显示的对比度、显示本身反射或发射光的强度、周围的环境光线的强弱及其观察者的视力等因素有关人的眼睛具有复杂的观察机能,对各种颜色的光的敏感程度是不同的,其中对黄绿光最敏感。
无论影响可见度水平的因素有多少,在道路照明设计中,最终必须依靠照明光源、照明系统的几何关系来产生适宜的可见度水平。在仅考虑固定照明方式的前提下,只能通过改变照明光源以及照明系统几何特性来改变可见度水平,提高道路照明质量。光源以及照明系统几何特性的改变引起可见度的增减是有一定的规律的,笔者以一条假设的道路作为可见度 的计算基础模型,从光源以及照明系统几何特性的角度理论上分析引起可见度的增减的规律。单个目标的可见度水平是与目标物的背景亮度 Lb、目标亮度和背景亮度组成的对比度 C、等效光幕亮度 Lv 三个值合成的四个指标的函数。三个值发生变化将导致可见度水平的增减,但是,三个值对可见度水平的贡献是不一样的,所以,当光源以及照明系统几何特性发生改变时,这三个值会不成比例地相应改变,对可见度贡献大的那个值将决定可见度水平的增减。
计算基础模型假设道路为平直、均匀的单车道,车道宽 5 m,路面材料为 CIE 规定的 R3 路面,光源选用 Ge1773038 型高压钠灯的配光 IES 文件,灯杆高度为 10 m,间距 30 m,悬挑1m,观察者年龄为60岁,通过程序计算符合可见度模型的 20 个点的各项参数。当增大光源光输出,假定灯具的配光分布没有发生变化时,目标亮度、背景亮度、光幕亮度、适应亮度、路面亮度均随光输出增加而成倍增加,光幕亮度、适应亮度同时引起了阈限亮度差 ΔL0 的增加,对比度没有发生改变,各点的可见度水平略有增加。将影响可见度水平的几个因素的数据输入 SPSS 统计软件,得到其与可见度水平的相关关系随着适应水平、背景亮度、对比度的上升,VL 值上升;随着失能眩光上升,VL 值下降,在计算中,光幕亮度值一般较小,对 VL 值的影响也较小,背景亮度的增减将引起计算式的分子和分母相应地增减,其对 VL 值的贡献一部分被抵消,只有对比度与可见度水平具有较高的相关关系,其上升引起的 VL值上升要比其他因素引起 VL 值变化的变化率大得多。当四个值以相同的比率上升,STV 总是上升的。因此,增加光输出,在对比度没有发生变化的情况下,道路的平均亮度与 STV 值可参考。