道路夜景照明的一些問題分析
1 道路夜間照明節(jié)能潛力巨大
我國(guó)城市路燈線路長(zhǎng)度達(dá)56萬(wàn)公里，路燈1800多萬(wàn)盞,年耗電量很大，估計(jì)超過55億度，節(jié)能潛力巨大。
目前廣泛采用雙功率路燈節(jié)能方案，即在人車流量大時(shí)，路燈滿功率運(yùn)營(yíng)，夜深人靜人車流量低時(shí)以半功率運(yùn)營(yíng)，從而節(jié)省了大量電力，取得很好的節(jié)能效果。
但是雙功率路燈節(jié)能方案有一些疑問：車道照明是為了遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)目標(biāo)防止事故，人車流量低時(shí)車速必然較快，這時(shí)降低路燈功率是否會(huì)出現(xiàn)問題值得考慮。
智能化照明是更好的解決方案，即有車通過時(shí)滿功率，沒有車通過時(shí)，功率降低或熄滅，挪威Oslo在采用這個(gè)智能系統(tǒng)后，可節(jié)能30%.
機(jī)動(dòng)車道路智能照明的光源，要求即開即亮，不要預(yù)熱的光源，高壓鈉燈和金屬鹵化物燈不滿足要求，LED路燈是較適合的光源。
2 機(jī)動(dòng)車道路照明的亮度標(biāo)準(zhǔn)
Waldram剪影原理是道路照明的依據(jù)：路面亮度決定了能否看到遠(yuǎn)處目標(biāo)，由此確定了道路照明的亮度標(biāo)準(zhǔn)。因早期亮度測(cè)試方法和儀器的限制，標(biāo)準(zhǔn)中同時(shí)規(guī)定了照度標(biāo)準(zhǔn)來替代，但是只有在路面為理想漫反射面時(shí)：
E=πB
照度與亮度成正比，這時(shí)才正確。一般情況下，路面總是有一定的鏡面反射，特別是下雨天濕的路面：
E=ρ（θ）B
其中ρ（θ）是與角度有關(guān)的路面反射率，不再是常數(shù)。所以在照度均勻時(shí)，不同角度方向的亮度一定不同，不可能均勻。
事實(shí)上有些LED路燈是矩形配光，造成照度均勻，亮度不均勻。照度均勻的照明必然造成亮度出現(xiàn)斑馬線。
當(dāng)前亮度測(cè)試方法和儀器已有很大進(jìn)步，不會(huì)造成很大困難，建議今后只用亮度，而不再采用照度作為道路照明考核標(biāo)準(zhǔn)。
3 照明路燈光譜的影響
人眼中間視覺覺亮度在0.001cd/m2到5cd/m2之間，此時(shí)短波長(zhǎng)光照明的效率較高。道路照明標(biāo)準(zhǔn)值約為1.5~2cd/m2，接近中間視覺的上限，短波長(zhǎng)照明對(duì)光效有一定好處，但是老年人對(duì)短波長(zhǎng)光不敏感，中間視覺作用很有限。
一般來說，識(shí)別目標(biāo)是用人眼的中心窩附近，能感受各種顏色，分辨物體的細(xì)節(jié)，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)一般在眼中心的周邊，對(duì)顏色的感受能力較差。路燈用金屬鹵化物燈或LED等白光照明來代替高壓鈉燈，對(duì)識(shí)別目標(biāo)有一定作用，但對(duì)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)作用有限。
考慮到雨天路面的反射、霧天的散射，高亮度白光照明接受程度會(huì)受到限制。
4 機(jī)動(dòng)車道照明的技術(shù)進(jìn)步
新的汽車前大燈使發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo)對(duì)路燈的依賴程度降低，氙燈和白光LED等新的汽車前大燈亮度更高，照得更遠(yuǎn)有全面替代鹵素?zé)舻内厔?shì)。
智能前大燈照明系統(tǒng)（Adaptive Front Lighting System)已能適應(yīng)在各種情況下的照明，包括路口、拐彎、交叉、上下坡。汽車內(nèi)的可視技術(shù)，如前方顯示器(Head up Display)汽車內(nèi)部的紅外可視系統(tǒng)，使夜間行車時(shí)發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo)更容易。路燈的主要作用將是認(rèn)清和指示方位。
路燈功能的變化，其設(shè)計(jì)和道路照明標(biāo)準(zhǔn)也將面臨很大的變革。
最新研究發(fā)現(xiàn)夜間行車415公里路程，司機(jī)的微睡眠（Micro-sleep)時(shí)間累計(jì)達(dá)6分鐘，微睡眠是夜間交通事故的主要原因之一。
由此提出了道路照明的另一個(gè)任務(wù)：即何種照明條件下可以減少瞌睡和行車的單調(diào)，司機(jī)的微睡眠累計(jì)時(shí)間可以縮短，以保證行車安全。
5 街道照明
街道照明需要兼顧行人和車輛，而且在歐洲是以行人為主，在人行道上有足夠光照，環(huán)境比大于等于0.5。街道照明不僅要使路人安全而且還要使路人感到安全。行人習(xí)慣于把照明與安全聯(lián)系在一起，即足夠照明可以。
（1）發(fā)現(xiàn)障礙物（平地上2.5mm以上）
（2）在足夠距離認(rèn)清鄰近路人的意圖
由此可見街道照明的任務(wù)與機(jī)動(dòng)車道照明不同，街道照明必須以照度為標(biāo)準(zhǔn)，而且需要一定的垂直照度。
英國(guó)Sheffield大學(xué)建筑學(xué)院研究了光照與探測(cè)障礙物的關(guān)系發(fā)現(xiàn)：
當(dāng)路面照度大于2lx時(shí)，無論老幼和用不同的光源，都能發(fā)現(xiàn)1.5mm以上的障礙物，并與光源的光譜無關(guān)。
要識(shí)別其他路人的表情，需要一定的垂直照度，而且好的顯色性有利于識(shí)別路人。研究表明在Ra≥60時(shí)，路面照度可降低一級(jí)，或降低25%~40%.
行人較多的城市道路照明，白光照明受到歡迎，英國(guó)道路照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在白光照明時(shí)道路亮度可以降低至原標(biāo)準(zhǔn)的60%~70%.
當(dāng)前LED用于街道照明幾乎成為時(shí)尚，但是我認(rèn)為必須謹(jǐn)慎，因?yàn)長(zhǎng)ED亮度為106～107cd/m2，比高壓鈉燈高一個(gè)數(shù)量級(jí)，容易造成眩光。