Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности проблемы видимости и бевопаскссти движения в условиях светомаскировки
1.1. Елиякие световых приборов на безопасность автомобильного движения
1.2. Состояние вопроса с нормированием сигнальных огней на транспорте целом
1.3. Светотехнические нормативы автомобильных световых приборов
1.4. Световые приборы автотранспорта, обеспечивающие видимость в условиях маскировочного затемнения. Способы светомаскировки. Анализ конструкций светомас кировочных устройств
1.4.1. Значение светомаскировки транспорта
1.4.2. Нормативные исследования з области светомаскировки
1.4.3. Способы маскировки автомобилей и анализ конструкций СМУ
1.5. Цель работы
Глава 2. Теоретические исследования видимости автомобильных сигнальных замаскированных огней
2.1. Анализ видимость сигнальных огней
2.2. Результаты исследования видимости точечных сигнальных огней. Обоснование расчетных зависимостей .
2.3. Расчетные исследования нормативов
Глаза 3. Методы экспериментальных исследований замаскированных сигнальных огней
3.1. Методы фотометрических исследований и оформление лабораторной базы .
3.2. Разработка методов дорожных исследований
3.3. Еыводы по главе
Глава 4. Экспериментальные исследования замаскированных автомобильных сигнальных огней
4.1. Лабораторный эксперимент
4.2. Дорожный эксперимент
4.3. Определение безопасных режимов движения транспортным средств с замаскированная! огнями .
4.4. Выводы по главе
Глава. 5. Реализация результатов исследований.
5.1. Методические разработки
5.2. Разработка и внедрение светомаскировочных устройств автотранспортных светосигнальных приборов
5.2. Дополнительные материалы
Основные выводы по работе
Список литературы
Приложения:
- Светотехнические нормативы автомобильных световых приборов
- Результаты исследования видимости точечных сигнальных огней. Обоснование расчетных зависимостей
- Методы фотометрических исследований и оформление лабораторной базы
- Определение безопасных режимов движения транспортным средств с замаскированная! огнями
Введение к работе
Автомобиль для России является, бесспорно, важным инструментом экономического развития и социального прогресса. В настоящее время на долю автомобильного транспорта приходится более 80% общего объема перевозок. Это обусловило интенсивный рост выпуска автомобилей. В России общее количество автомобилей уже достигло, приблизительно, 23,0 млн. единиц. Ежегодное производство в России составляет, приблизительно, 1,6 - 1,7 млн. единиц, и в дальнейшем предполагается его значительное увеличение. К сожалению, социальное воздействие автомобильного транспорта не является исключительно положительным. Серьезные недостатки тлеются в области безопасности, окружающей среды и потребления естественных ресурсов. Например, на европейских дорогах ежегодно погибает около 100 000 человек, и несколько сот тысяч человек получают ранения. На российских дорогах зтп цифры тоже очень велики: ежегодно погибает до 30 000 человек, получают ранения около 150 000 человек. Отечественные исследования С13 показывают, что в темное время суток совершается, практически, треть всех ДТП. Тяжесть последствий ДТП з ночное время максимальна, и удельный вес дГП в темное время суток в России Е последние годы имеет тенденцій к увеличению [23.
На протяжении уже многих лет наиболее развитые страны мира, в том числе и Россия, пытаются решить проблему безопасности дорожного дзижения (БДД), для чего разработаны различные меры и стратегии. Одним из шагов России по обеспечению эффективности решения этой проблемы явилось ее присоединение к Женевскому Соглашению 1953г. На сегодняшний день 37 стран мира, включая Японию, присоединились к этому Соглашению, и око открыто для присоединения к нему других неевропейских стран. В рамках этого Соглашения усилиями Рабочей Группы по конструкции автотранспортных средстз (АТС) WP.29 уже разработано и введено з действие 113 Правил ЕЗК ООН, касающихся конструкции АТС и предметов их оборудования, куда входят и средства активной безопасности - приборы и системы освещения и световой сигнализации АТС, торможение, ходовая часть, включая рулевое управление. Среди них в отношении прибсрсЕ освещения и светозой сигнализации Рабочей Группой WP.29 утверждены на основе документов, разработанных Совещанием экспертов GRE (SC.1/WP.29/GRE), и действуют 39 Правій. Это составляет 34,5% от всех ныне действующих Правил по конструкции АТС.
Анализ количества Правій, распространяющихся на отдельные виды АТС, показывает, что количество Правій на световые приборы (приборы освецения и сигкаливации) Е отношении ко всем Правилам на средства активной безопасности по видам АТС распределяется Е интервале от 75% до 85%, а в отношении ко всем Правилам, касающимся конструкции АТС (тоже по видам АТС), распределяется в интервале от 42% до 68%. Поэтому световые приборы, являющиеся средствами активной безопасности, занимают ведущее место среди всех средств безопасности конструкции АТС.
Логика применения световых приборов как визуальных средств активной безопасности свидетельствует о неизбежной связи с проблемой безопасности дорожного движения. В частности, Рабочая Группа по безопасности дорожного движения WP.1 Комитета по внутреннему транспорту считает, что "для оптимального сокращения числа несчастных случаев на дорогах необходимы также усилия других членов Неневского Соглашения". WP.1 считает целесообразным участие Рабочей Группы WP.29 в обсуждении вопросов безопасности дорожного движения, а также включить зто участие в следующую пятилетнюю программу работы. Из вышеизложенного понятно, что на международном уровне совершенствуется организация работы в отношении световых приборов АТС, являющихся частью проблемы БДД. За рубежом научными исследованиями в области совершенствовали автомобильных световых приборов и систем с целью повышения безопасности дорожного движения занимаются ведущие научные коллективы,- работающие в исследовательских центрах безопасности дорожного движения ЕО Фракции, Швеции, Германии, США, возглавляемые известыми учеными, такими, как профессор Шмидт-Клаузен из германского университета г.Штудтгарта. Он ежегодно проводит международные научные семинары по тематике автомобильных ссзетительных и светосигнальых приборов. Докладываемые на них результаты исследований и рекомендации используются как базовые для разработки и корректировки Правил ЕЭК ООН.
В нашей стране тоже уделяется большее внимание автомобильным световым приборам в рамках проблемы БДЦ. Среди российских ученых и инженеров, непосредственно занимавшихся вопросами БДД в НЛИавто-злектроника с начала 70-х годов 20-го столетия, можно назвать В. М. Скобелева, Ю.М.Галкина, А.Б.Дьякова, К.М.Левитина, К.К.Шмако зон, З.П.Яшковии-Ржаксикской, Л.И.Николаевой, Л.Г.Новаковского. За этот период наряду с разработкой световых приборов для всех отечественных азтсмобилей проведен большой объем дорожных исследований с целью оценки эффективности световых приборов как отечественны: :, таь: и зарубежных, в условиях российского дорожного движения и климата. Согласно последним данным - анализу, проведенному в НИИАТ в 1998г. Юровым А.П. [33, подтверждено известнее состояние с распределением ДТП по времени суток: в темное время совершается практически треть зсех ДТП, а тяжесть последствий ДТП в ночное время имеет максимальное значение. В целом риск аварийности в темное время суток значительно больше, чем в светлое время. Б последние годы в России в связи с резко возросшим количеством азтсмобилей на дорогах удельный зес ДТП в темное время суток имеет тенденцию к увеличению.
В ночное гремя в случае необходимости скрытого передвижения автотранспорта (со световыми приборами з режиме маскировочного затемнения) Ерпрос БДД стоит особо остро. При низких уровнях естественной освещенности водитель должен различать слабые световые сигналы автомобилей - участников движения и слабо освещенные объекты з атмосфере с изменяющейся прозрачностью, з том числе при неблагоприятных метеорологических условиях (дождь, снег, туман), а также при движении в колонне, т.е. при наличии пыли в воздухе.
Опыт мировых войн 20-го века, а также локальных военных конфликтов, свидетельствует о том, что при переходе автотранспорта на режим светомаскировки число несчастных случаев резко возрастает [43. Во время второй мировой войны светомаскировке транспорта уделялось большое внимание. В этот период исследован и разработан ряд способов светомаскировки и конструкций светомаскировочных устройств (СМУ) и выпущены специальные инструкции па монтажу СМУ.
Светомаскировка автотранспорта до настоящего времени не утратила актуальности, т.к. несмотря на наличие целого ряда средств маскировки, эффективное действие их при отсутствии светомаскировки исключено. Современные средства обнаружения объектов работают в диапазонах электромагнитных волк, прилегающих к оптической области со стороны длинных волн (в инфракрасном диапазоне и в радиодпапа-зоне). Движущийся автомобиль с неработающими световыми приборами может быть обнаружен при помощи приборов ночного видения. Автомобиль с работающими незамаскированными световыми приборами ебнару живается со 100%-ной вероятностью эа несколько десятков километров без применения каких-либо специальных средстз, лишь путем визуального наблюдения.
Учитывая актуальность вопроса, в соответствии с постановлениями Правительства и координационным планом работ по светомаскировке объектов народного хозяйства и транспорта проведены исследования и разработки средств и методов светомаскировки автотранспорта. В частности, гпервые разработаны светотехнические нормативы замаскированных автотранспортных световых приборов, методики и приборы для лабораторных и дорожных испытаний автотранспортных световых приборов в режиме маскировочного затемнения (К©), разработан и внедрен ряд изделий (СМУ грузовых автомобилей, автобусов, мотоциклов, комплекта унифицированных маскировочных приборов), разработаны и внедрены стандарты, в которые вошли светотехнические характеристики, методика их контроля и приборы для контроля.
Главы настоящей работы отражают основные этапы исследовании и разработок,. выполненных автором в течение ряда лет, а именно:
- Аналитический обзор - показывает роль автомобильных световых приборов в обеспечении безопасности дорожного движения, 3 частности, роль светотехнических параметров приборов, первостепенное значение исследований нормативов светотехнических характеристик в обычном режиме работы приборов и необходимость аналогичных исследований в режиме маскировочного затемнения. Проведен анализ конструкций существовавших ранее и современных СМУ.
- Обзорная и теоретическая главы представляют собой анализ существующих исследований светотехнических нормативов, касающихся сигнальных огней различного назначения, полученных рядом исследователей, преимущественно, в лабораторных условиях, а также теоретическое обоснование светотехнических характеристик автотранспортных сигнальных огней в режиме маскировочного затемнения. Получены расчетные зависимости, расчетные нормативы.
- Методическая глава представляет собой обоснование средств и МЄТОДОЕ экспериментальных исследований (лабораторных и дорожных).
- Глава, посвященная экспериментальным исследованиям, их анализу и корректировке нормативов.
- Глаза, посвященная реализации результатов исследований и разработок, з которой приведен перечень разработанных методик, приборов для лабораторных и дорожных исследований, стандартов и внедренных изделий.
На защиту выносятся:
Математическая модель дальности видимости замаскированных автомобильных сигнальных огней з реальных условиях дорожного движения .
Методика и приборы для лабораторных испытании замаскированных автомобильных сигнальных огней.
Методика и приборы для дорожных испытаний автомобильньк сигнальных огней.
Светотехнические нормативы автомобильных световых приборов
Из всего количества информации, необходимой водителю для безопасного управления автомобилем, 20 - 95% составляет информация, поступавшая через зрительный анализатор. При управлении автомобилем в ночное время водитель испытывает дефицит зрительной информации, т.к. с уменьшением естественной ссвеценнссти снижаются зрительные функции человека. Человек как биологический объект плохо приспособлен для зрительной работы ночью. Объем зрительной информации, воспринимаемой в ночных условиях вождения, ограничивается восприятием ярких спгналоз, ярких пятен и хорошо освещенных сбъектов. Недостаточный объем получаемой зсдителем зрительной информации, степень дискомфорта и опытность водителя определяют количество ДТП-в темное время суток. Статистика высоксмотсризованных стран мира свидетельствует о том, что вероятность оказаться участником дорожно-транспсртнэгс происшествия ночью з 5 раз больше, чем днем. В России, приблизительно, 50% ДТП происходит з темное зремя суток составил 200 - 400 долларов. В напей стране потери народного хозяйства в 1970г. составили з среднем на одного человека, получившего з ДТП легкие телесные повреждения, 25 руб., тяжелые повреждения -1409 руб., на одного погибшего 21310 руб. К концу 1990г. эти потери достигли соответственно 86 руб., 28Є6 руб. и 37477 руб. Потери на кадую тысячу автомобилей з Москве з 1970г. вследствие ДТП составляли 19S00 руб. [123. Приведенные цифры свидетельствуют о социальной и хозяйственной важности решения проблемы безопасности движения путем создания эффективных световых приборов и оптимизации количества предоставляемой водителю информации. В связи с этим как за рубежем, так и в нашей стране занимаются вопросом повышения эффективности езетовых приборов. В частности, з Германии исследованием систем освещения занимались Recentisch J., Wichert G., Lindae G., Mc-ritz H. C13, 14, 15, 163. В их исследованиях рассмотрены "американская" и "европейская" системы освещения применительно к европейским дорогам, проведено сравнение дальности видимости при дальнем и ближнем свете, исследована дальность видимости в динамике, злияние светотехнических параметров фар на дальность видимости. Иэзестные зарубежные ученые и инженеры (Spencer D.E., de Boer J.В., Hartman E, Adrian W.) занимались исследованием ослепления автомобильными фарами [17, 13, 19, 20, 21, 22, 233. В их работах проведено сравнение слепящего действия известных систем освещения: "американской", "европейской" с обычными лампами накаливания, "европейской" с галогенными лампами накаливания. Разработаны методы количественной оценки ослеплениести, разработаны критерии сценки сслепленкости. Проведено расчетное обоснование оптимальных систем освещения для различных видов дорог (городских улиц, загородных дорог, скоростных магистралей). Проводятся разработки неслепящих систем, например, фар поляризованного света. правильно оценивать расстояние до впереди идущего автомобиля, точно определять относительные скорости и взаимное расположение автомобилей и замедляет реакции водителей на внезапные маневры впереди идущих автомобилей. Улучшения информации о положении и маневрах зпередп идущего автомобиля можно достигнуть стандартизацией расположения и конструкции задних фонарей, а также стандартизацией их световых параметров. В других работах зарубежных исследователей, касающихся роли световых приборов в повышении безопасности движения, рассмотрены вопросы восприятия световых сигналов при различных уровнях естественной освещенности С24] и различных световых режимах головных фар С25, 25], вопросы обеспечения, оптической информацией автотранспортных средств, возможности повышения информативности автомобиля и снижения сшибок восприятия по вине сзетозых при-бороз, возможности улучшения сзетозых приборов [273. Особое внимание уделяется з последние годы системе предупредительней сигнализации, з частности, многоступенчатому режиму работы сигнала торможения и его влиянию на повышение безопасности движения [28]. Нашей стране зопросу эффективности автомобильных световых приборов и обеспечиваемой тли безопасности движения посвящены работы Рябчинского А.И., Иванова В.Н. [29], Шумова А.В. C2Q3, Галкина Ю.М. [31], Шмаковой К.К. [32], Дьякова А.Б. [33], Яшковой-Ржа-ксинской Э.П. [34, 35], Левитина К.М. [36, 37, 38], Бсйкозой СМ. [39], Коноплянко В.И. [403, Рсщина А.И. [41, 42Т. В частности, исследования по информативности сигнала торможения, проведенные в МАДИ в 1976г. Кругликозым В.Б. [983 под руководством Дьякова А.Б., свидетельствуют также, как и данные СРГ [113 от 1971г., о высоком удельном весе ДТП, связанных со столкновением с азтомсбплем, находящимся впереди (цепные столкновения, столкновения с движущимся злереди автомобилем, столкновение со стоящи?.! азтомобилем). Результатом работы явились светотехнические нормативы сигнала торможения, обеспечивающие исключение ДТП по причине плохой видимости сигнала торможения.
Направления исследовательских работ как отечественных, так и зарубежных , касающихся автомобильных световых приборов, свидетельствуют о неослабном внимании зо всех промышленно развитых странах к вопросу повышения эффективности фар и фонарей, т.к. это связано с повышением безопасности дорожного движения, и, следовательно, с уменьшением материального ущерба.
Результаты исследования видимости точечных сигнальных огней. Обоснование расчетных зависимостей
Правил ESK ООН является повышение безопасности дорожного движения, их изменяют в отношении светотехнически и других требовании по мере появления новых технологий в производстве световых приборов. За прешедший 20-ти летний период (с начала 70-х годов 20-го века до настоящего зремени) научными центрами и институтами различных стран проведен огромный объем исследовании, позволивший изменить светотехнические нормативы автомобильных световых прнбероз з сторону их ужесточения и увеличения количества визуальной информации з дорожном движении за счет световых приборов. Ведущее место з исследованиях автомобильных световых приборов (под руководством г.Шмидт-Клаузєна) занимает з Езрспе Технический университет з г-.Дармштадт, з Америке NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration). В последние годы на основании завершенных исследовании разработано и утверждено большее количество Правил ЕЭК СОН. Среди новых направлений развития нормативных документов можно назвать адаптивную систему переднего освещения (Advanced Front Lighting Sistem - AFS), распределительную систему освещения (DLS), дополнительный фонарь торможения категории S3, систему сигнализации экстренного торможения, передние фары с газоразрядными лампами и с автоматической регулировкой наклона фары, систему контурной светоотражающей сигнализации, угловые фонари, дневные ходовые огни (ДХО), фонари заднего хода и специальные предупредительные фонари с новыми увеличенными светотехническими характеристиками. Анализ Правил ЕЗК ООН, касающихся системы внешней езетозой сигнализации [115, 117, 1133, показывает что световой сигнал кодируется вел;ічпнсй силы света в определенном направлении, цветом, режимом работы и определенными соотношениями между величинами максимальной силы света сигналов в зависимости от выполняемой ими функции. Например, сила света передних указателей поворота (175 - 70Q кд) существенно превышает силу света задних указателей поворота (150 - 200 кд). Таким образом учтены различные условия наблюдения зтих сигналов. Передние указатели поворота наблюдаются на ярком фоне фар, работающих в режиме "ближнего света". Задние указатели поворота наблюдаются на сравнительно менее ярком фоне кузеза автомобиля (в отраженном от его поверхности свете). Из этого примера видно, что в Правилах ESK СОН учитывается способность зрительного анализатора человека воспринимать автомобильные сигнальные огни при различных уровнях естественной освещенности з характерных условиях европейского дорожного движения.
Правилами ЕЭК ООН нормируются лишь величины силы света огней. Однако зтот метод является правомерным лига для тачечных огней, углевой размер которых составляет 1 и менее в дневных условиях и 2 и менее в ночных условиях [119]. В городских условиях движения автомобильные огни не являются точечными и достигают 26 . Нашими исследованиями установлено, что для огней с болыпимп угловыми размерами необходимо нормировать яркость и плецадь светящей поверхности [93]. чтобы избежать дискомфорта при наблюдении огней, который может стать причиной ДТП.
Сбгор и анализ нормативных исследований автомобильных езетс-вых прпборез (фар и фонарей), а также наличие стройной системы нормативной документации показывает, что вопросу нормирования их светотехнических характеристик в обычном режиме работы уделяется значительное зкпмакпе как в России, так и за рубежом. Рассмотрим, как решают подобные вопросы в практике маскировочного освещения и сигнализации.
Светомаскировка является одной из важных областей науки о ма-скирезке живой силы, народнохозяйственных и военных сооружений и объектов. Е послевоенные годы не проводилось специальных исследований, направленных на совершенствование средств, методов и теории светомаскировки. Зтс можно объяснить тем, что современная зееннная техника оснащается радиолокационными, инфракрасными, акустическими и другими прибора?.::: обнаружения, излучающими волны не опт:гческого диапазона, т.е. волны, не воспринимаемые глазом человека, но позволяющие обнаружить несамоезетящпе объекты. К зопрсам маскировки применим общий принцип совершенствования военной техники: появление и развитие любого нового средства влечет за собой появление эффективных средств, противодействующих ему. В связи с зтим специалисты начали уделять основное внимание вопросам радиотехнической, инфракрасной, акуст:гческсй и другим видам маскировки, оставляя без внимания светомаскировку. Однако несложные рассуждения, базирующиеся на результатах многочисленных наблюдений с воздуха, приводят к вы-воду о тем, что в темнее время суток все иные виды маскировки теряют целесообразность, если не ззеден режим светомаскировки. Световое эарезо и яркие огни нормально освещенного города видны с самолета с расстоянии более 1С0 мм. Как показал опыт II мировой воины, зажнее значение имеет светомаскировка автотранспорта для болыппх городов с оживленным движением. При прекращении освещения и действия световой сигнализации сразу уменьшается скорость движения транспорта, а сле-дезательно, и зффетпзнссть перевозок, и резко возрастает число несчастных случаез [1203. Движущиеся з темноте автомобили могут заметно увеличить число несчастных случаез, причиняемых воздушными время для обучения военных, водителей МЕД, для проведения учений и скрытного передвижения воинских подразделении.
Существующая нормативная документацій на автомобильные световые прибсры, базирующиеся на многочисленных исследованиях, касается сбычнсго режима работы в дневных и ночных условиях движения. В условиях маскпрсэсчного затемнения уровень светотехнических параметров значительно снижается. Создание аффективных СМУ зыдзигает перед автомобилистами-сзетсте: пками зесьма трудные задачи, обусловленные сочетанием противоречивых требований к урозню излучения, достаточного для обеспечения безопасности движения с одной стороны, и маскирсзкн этого излучения - с другой. Своеобразие заключается в том, что з данном случае необходимо решать вопросы безопасности движения с использованием не максимального светового потока, как для обычных фар и фонарей, а минимального,, излучаемого световым прибором, при условии обеспечения удовлетворительного восприятия водителем участников движения и объектов в поле зрения.
Методы фотометрических исследований и оформление лабораторной базы
Однако з них не учтена специфика наблюдения замаскированных сигнальных азтмобпльяых сгней:_ отсутствуют параметры, показывающие, что наблюдаемый огонь движется, наблюдение осуществляется через стекло; креме того не охарактеризовано поле поиска, отсутствует возможность сценки зерсятностп обнаружения огня. Целесообразно, чтобы з расчетнеп зазпс;:мостн при помощи коэффициента запаса учитывались факторы, осложняющие работу зрительного аппарата. К ним относится быстрое и незакономерное изменение спектрального состава езета за ночь, изменение спектральной чувствительности глаза (эффект Пуркпкье) и другие. Основные из них рассмотрены ниже.
Условия наблюдения, в которых находится водитель, наряду с другими факторами, могут быть причиной изменения зрительного порога. При дз:кенпп азтемсбиля зрительный порог водителя-наблюдателя превышает порог в состоянии покоя. Шум, вибрации, загрязнение стекол также являются факторами, осложняющими наблюдение и, следовательно, повышающими зрительный порог. Ученые, последовавшие вопросы з::дпмсстп сигнальных огней, учитывали отличие реальных условий наблюдения от идеальных лабораторных путем взеденпя в расчетную зависимость поправочного мнежп-теля (коэффициента условий наблюдения Кк) В нерматнвных расчетах езетозых параметров сигнальных огней с помощью коэффициента условий наблюдения вычисляется практический порог, т.е. критическая освещенность на зрачке, при которой сигнальный огонь виден наблюдателю.
Коэффициенты условий наблюдения, полученные различными исследователями, имеют значительный разброс, что,вероятно, обусловлено количеством внешн::х факторов, влияющих на видимость сгней, и может быть использовано при обосновании световых характеристик сгней з разл:пнын направлениях наблюдения: з горизонтальном и Слизких к нему для наземного наблюдателя, а верхнюю полусферу для воздушного наблюдателя.
Дальность зпдпместп сигнальных огней тесно связана с состоянием и возможностями зрительного анализатора водителя наблюдателя. Глаз человека можно считать своеобразны}.! оптическим прибором, способным воспринимать очень слабые световые сигналы, ощущать цвета и ферму спгнальны:-: огней при различных уровнях естественного освещения и т.д. Зто свидетельствует о том, что глаз имеет большое колиестзо разнообразных функций, и подходить к работе глаза следует с разных сторон. К основным зрительным функциям, которые учитывается всегда при сбсснсзании светотехнических параметров точечных автомобильных огней, относятся следующие: - чувствительность к однородным излучениям разных длин волн при различных уровнях естественной освещенности. Она характеризует работу кслбочкозсго и палочкового аппаратов зрения или их совместную работу з условиях сумерек и является причиной эффекта Пуркинье, влияние которого на видимость автомобильных сигнальных огней будет рассмотрена далее; - интегральная сзетозая чувствительность, на основе которой исследователями Мун П. и Спенсер Д. получен сзетовой порог точечных источников сзета (пороговый блеск) Е3р.Пор. = 2,1-Ю"9 лк на фоне с яркостью, близкой к нулю, т.е. з идеальных лабораторных условиях. В дальнейшем при нормировании световых характеристик точечных сигнальных автомобильных огней эта величина принята за базовую; - порог цветоощущения - это характеристика способности зрительного опознавания цветности з пороговых услозиях. Для точечных автомобильных сигнальных огней порог цветоощущения определяется минимальной освещенностью зрачка глаза, при которой водитель-наблюдатель с достаточной вероятностью опознает цветность излучения на фоне ЬФ 0; - быстрота различения. Составной частью скорости реакции водителя наблюдателя на сигнальные огни автомобилей, находящихся на дороге, является быстрота различения - величина, обратная минимальному вре мени различения огня. Она особенно важна для своевременного вос приятия сигнального огня указателя поворота. STCT вопрос рассмот рен подробно в 3.3. Здесь приведены основные функции зрения, которые зсегда учитывается при нормировании светотехнических параметров точечных сигнальных огней. Зрительные функции (относящиеся к основным), характеризующие восприятие протяженных огней и предметоз, а также применяемых при оценке смежных участков поля зрения в настоящей работе не рассматривается. Функции зрения перестраиваются з широком диапазоне яркостей от 10 7 кд/м2 до Ю5 кд/м2; глаза адаптируются к какому-либо урозню яркости, на что требуется определенное . зремя, зависящее от ряда условий. Например, наблюдается их ухудшение (повышение зрительного порога ЕЭр.пор.) при понижении атмосферного давления. Велікина Еэр.Пор. У нормальных наблюдателей (с нормальнсй остротой зрения и цветоощущением) не является одинаковой. В практике светотехнических расчетов и нормирования световых параметров за основу принимают среднюю величину Еэр.пор. ДЕЯ нормального наблюдателя.
Прсзеденнып анализ факторов, определяющих видимость сигнальних огней, показал, что далекие и замаскированные автомобильные сигнальные огни воспринимаются водителем-наблюдателем точечными. Далее рассмотрены результаты исследований, зависимости и пара-метры, касающиеся лига точечных огней. При нормированииих сзетотех-нэтеских характеристик необходимо учитывать следующие основные факторы: изменение пороговой ссзещенности на зрачке наблюдателя (Еар.пор.) з зависимости от уровня естественной освещенности (Ьф); состояние атмосферы (SM), определяющее степень ослабления светового излучения (t); время наблюдения огня (t), связанное с режимом его функционирования (trop./T), а также условиями дорожного движения (скорость движения, профиль дороги, рельеф местности, дистанция между автомобилями).
Определение безопасных режимов движения транспортным средств с замаскированная! огнями
Экспериментальные исследования теоретически обоснованных .светотехнических параметров замаскированных автомобильных сигнальных огней проведены при помощи специально разработанных методов. Для реализации этих методов сформирован комплекс современных приборов, часть из которых получена из зарубежных стран, а некоторые предложены и разработаны в НИИАвтоприборов. Характерной их особенностью является то, что их применение дало возможность через определение пороговой освещенности на зрачке водителя-наблюдателя оценивать видимость замаскированных огней (то есть точечных) при реально существующих низких уровнях яркости адаптации водителя.
В отличие от светотехнических параметров огней в обычном режиме параметры замаскированных огней на 3 5 порядков меньше; тип светораспределения замаскированных огней (форма кривых Іосе) в соответствии с требованиями светомаскировки тоже значительно отличается от обычных огней; равномерность яркости замаскированных огней значительно Еыше, чем обычных в соответствии с требованиями безопасности движения, так как при низких уровнях яркости адаптации и малых яркостях огней водителю.-наблюдателю легче опознавать огни автомобиля-лидера с равномерной яркостью.
При помощи традиционных методов и приборов С1853 экспериментальные исследования замаскированных автомобильных огней не представляются возможными. Экспериментальные исследования проведены в два этапа: лабораторные и дорожные. Цели разработки методов лабораторных исследований и проведения лабораторных исследований - создание шкалы силы света замаскированных огней (белого, оранжевого, красного) для проверки расчетных светотехнических параметров в реальных дорожных условиях и корректировки их; создание методики и приборов, обеспечивающих измерение светомаскировочных устройств в разработке (на стадии НИОКР) и контроль их в производстве. Замаскированный автомобильный огонь, как сказано выше, является точечным. Основной характеристикой точечного источника света является сила света, которая численно равна отношению светового потока к телесному углу, в пределах которого световой поток распространяется (плотность светового потока): где loc - сила света в направлении «, кд; сіФ - световой поток, распространяющийся в пределах телесного угла dw, лм. При разработке светомаскировочных устройств сила света 1 является нормируемым светотехническим параметром, так как по измеренной силе света можно судить о количественных характеристиках светового потока, распространяемого в пространстве замаскированным сигналь ным огнем. Сила света I может быть измерена косвенным методом через освещенность Е, которая характеризует плотность падающего светового потока по освещаемой поверхности, расположенной в некоторой точке пространства, - это одна из основных характеристик светового поля. Освещенность какой-либо поверхности в пространстве, создаваемая точечным источником, и его сила света в направлении этой поверхности связаны известным законом- квадрата расстояния. где т - угол падения луча на освещаемый элемент поверхности dS0 (угол между нормалью к освещаемому элементу поверхности и направлением луча), град; г - расстояние от источника света до освещаемого элемента поверхности dS0, м. Диапазон силы света замаскированных огней 10 2 кд + 10 4 кд. Измерение можно проводить визуальным (субъективным) методом-и фотоэлектрическим (объективным) методом. При измерении визуальным методом приемником излучения является глаз человека. В практике визуальных световых измерений обычно используются "линейные фотометры" и фотометры расстояний, в основу работы которых положен закон квадрата расстояния. Измерения проводят различными методами. С наименьшей погрешностью можно выполнить измерение методом замещения. Рабочая формула этого метода: где Інам. " сила сєета измеряемого огня, кд;
Сила света эталонного источника света, кд; Гиэм. - расстояние от измеряемого огня до освещаемой им пластинки фотометра, м; гЭт. " расстояние от эталонного источника света до освещаемой им пластинки фотометра, м. Схема измерения приведена на рис. 15. Принцип измерения состоит в уравнивании яркостей и цветов эталонного и измеряемого полей фотометра и последующем расчете силы света, создаваемой измеряемым огнем.
Однако визуальные измерения очень трудоемки, и требуется тщательный подбор наблюдателей с нормальными характеристиками зрения и нормальной психикой. Существует еще целый ряд сложностей здесь не упоминаемых. Предпочтительнее проводить измерения в лабораторных условиях объективным (фотоэлектрическим) методом. Так выполнены измерения по подбору шкалы силы света в указанном выше диапазоне для проведения дорожного эксперимента.
Принцип измерения фотоэлектрическим методом состоит в непосредственном определении освещенности в плоскости фотоприемника и последующем расчете (через освещенность) других светотехнических характеристик. В качестве фотоприемника должен быть использован фотоумножитель с наиболее подходящей спектральной чувствительностью в интервале длин волн 300 700 нм и корригированный под стандартную кривую видности. В настоящей работе использован фотоэлектрический прибор "Photovolt" (США, рис. 16), фотоприемником кото- рого является корригированный под стандартную кривую видности фотоумножитель, присоединяемый к измерительному блоку и блоку питания. Измерительный блок состоит из показывающего прибора (микроамперметра) и узла регулировки (установка нулей, калибровка, чувствительность). В блок питания включен преобразователь напряжения. Измерительный блок и блок питания скомпонованы в едином корпусе. "Photo-volt" позволяет измерять освещенность до 10 б лк.
