道路照明亮度的计算

道路照明亮度的计算

摘要:本人通过多年来在道路路灯管理方面的实践经验,从人行道边的位置、灯具的高度,道路表面及灯具的光分布变化,应用一定的计算公式,计算灯具的光线照射到路面某点的亮度,真正找到真射到该点的光强,从而计算出路面的反射特性。

关键词:道路照明亮度计算

为了计算灯具的光线照射到路面某点的亮度,必须找到真射到该点的光强,然后考虑路面的反射特性。

图l显示了所涉及的几何形状,要求计算观察者方向的点P的亮度。为找到P的亮度一定要知道路面的反射特性。不能将路面的反射假设为大致均匀的漫反射。所以不能使用反射率,而要使用亮度系数。它将入射和反射光线的几何状态全部考虑在内。亮度系数q定义为:表面上某一点观察方向上的亮度L与该表面照度的比值,即q=L/E。它是相对于与观察方向相关的特定的入射方向而言的。

通常q的值取决于图l中的三个角口a、β和r。但可将其减少为两个,通过将计算视野限制在司机前方60m～160m之间就大大简化了计算过程。在这个区域内,角a在0.5～1.5度之间变化,在这一角度内亮度系数的变化甚微。为了得到一个代表性的结果,我们测量a为l 度的亮度系数。

用I代表P点的光强,h为高度,有:

L＝qE=qIcos3r/h2,或I(qcos3r)/h2

其中L为该点的亮度(单位为:cd×m-2);

Q为亮度系数;

E为该点的照度,单位为LX。

括号内的数值称为简约亮度系数r。在实际应用中。干燥的路面上,通过使用分类系统可以得到足够的精确。如今广泛使用的是系统c,它包括两个级别cl和c2。对于表面的全体平均反射率,可利用平均亮度系数Q。来修正这些r系数。

通过把每个灯具对每个点的贡献累加起来,可以计算路面上每个格点的亮度。可使用一个亮度产出额咄ηL图2来计算平均亮度,其表达式为:

ηL=L×S×W/(F×Q)

其中L为道路的平均亮度(单位为:cd×m-2);

S为灯其的间隔距离;

W为道路宽度;

F为裸光源的光通量;

Q为平均亮度系数。

通过观察视野内60m～160m之间的若干个点的亮度和找到道路众向光带的平均亮度就可以找到ηL值。然后就可以应用上面给出的公式。ηL会随着观察者相对于人行道边的位置、灯具的高度、道路表面及灯具的光分布变化而变化。通常,会给出三个方面的ηL值。