可見度

可見度又稱視見度、能見度，它有兩方面的內容:1.人觀察遠物的能力:在室外主要用人所能觀察到的標準目標的距離來表示，它可由光亮度對比來確定，還與作業細節的大小，作業的光亮度及其對比度有關；2.人對人眼能起作用的性能的分辨能力，例如人眼對各種顏色(波長)的光波的分辨能力。例如黃色光波(555nm)的視見度比紫色光(400nm)的強。低能見度多出現於雨天、大霧時及有煙霞的日子。空氣污染會嚴重降低能見度，因此不少地區以能見度為空氣污染的指標之一。能見度對於航空、航海和駕駛汽車都非常重要 ^[1]  。

在道路照明中，為了減少夜間交通事故，僅有路面亮度是不充分的，而必須使目標物亮度和背景亮度的差別高於一個確定的最小值。因此，宜採用可見度水平評價道路照明效果。這是在提高駕駛員安全性方面的一個新穎的道路照明設計思路。可見度常採用可見度水平表示，它表示了目標和背景的亮度差大於其閾限狀態時亮度差的倍數。分析了影響可見度的各種因素，提出了可見度在道路照明中的設計方法，並從燈具的安裝高度、間距、佈置方式等討論了影響道路照明質量的變化趨勢，指出較高的路面目標物的對比度能夠較大地提高道路照明質量。道路照明的首要目的是在夜間提供快速、安全和舒適的可見度，達到交通安全、減少交通事故，提高交通運輸效率。採用小目標可見度設計方法進行道路照明設計是直接的、也是有效的，隨着研究的深入，以小目標可見度( STV) 模型計算可見度水平已形成了較為成熟的方法，用於實際的道路照明設計已成為可能。在與道路照明亮度設計理論比較發現，小目標可見度設計方法在節約能源和成本方面有很大的潛力，這為夜間交通安全化和能源使用最佳化兩方面提供了一個新穎的設計思路。更能達到道路照明可持續發展的要求。

雖然影響可見度水平的主要因素有目標物的對比度、緊鄰的背景亮度、鄰近環境的適應水平和失能眩光，但具體到道路照明設計中，歸根結底是照明光源、照明系統和道路系統的幾何關係相互影響的結果。為避免其他的不確定因素，在研究可見度的設計方法時，筆者考慮固定道路照明光源為道路和人行道提供照明。在這種情況下，滿足道路照明路面亮度或小目標可見度的設計程序為，首先根據道路系統的分類或等級選擇適宜的亮度和可見度標準，，然後試選光源和燈具，初步確定燈具的排列和間距等幾何關係，然後按照路面亮度標準和 STV 分別算值。最後從路面亮度或小目標可見度( STV) 方面評價照明系統，並通過調整以達到滿意的路面亮度或小目標可見度。應注意的是，可見度和路面亮度標準確定的都是最小值，設計值必須達到或超過它們，否則就必須修改設計來達到要求。另一方面，為了降低費用和節約能源，如果設計值超過可見度和路面亮度較多也要修改設計，或者設計者根據能耗或其他相關考慮來確定該設計。粗略地看，似乎可見度的設計程序與路面亮度的設計程序並無多大的區別，但比較路面亮度的計算方程組和可見度計算模型可以看出這兩種設計方法會在相同的設計中產生完全不同的評價，為了提高一個標準可能會降低另一個標準。為了使小目標可見度和路面平均亮度達到道路照明設計標準中小目標可見度的推薦值要求，應對燈具的安裝高度、燈具間距、燈具的配光情況、燈具的佈置方式、光源功率等一項或幾項進行反覆調整，重複計算。由於小目標可見度數學模型較為複雜，將導致計算工作量很大，所以均應採用程序計算。

最終能否發現缺陷，依賴於缺陷的顯示能夠被觀察到，而缺陷顯示能否被觀察到，則用可見度來衡量，可見度越高，缺陷的檢出能力越強、可見度是觀察者相對於背景、外部光等條件下能看到顯示的一，種特徵，可見度與顯示的對比度是密切相關的：影響可見度的因素較多，主要與顯示的顏色、背景、顯示的對比度、顯示本身反射或發射光的強度、周圍的環境光線的強弱及其觀察者的視力等因素有關人的眼睛具有複雜的觀察機能，對各種顏色的光的敏感程度是不同的，其中對黃綠光最敏感 ^[2]  。

無論影響可見度水平的因素有多少，在道路照明設計中，最終必須依靠照明光源、照明系統的幾何關係來產生適宜的可見度水平。在僅考慮固定照明方式的前提下，只能通過改變照明光源以及照明系統幾何特性來改變可見度水平，提高道路照明質量。光源以及照明系統幾何特性的改變引起可見度的增減是有一定的規律的，筆者以一條假設的道路作為可見度 的計算基礎模型，從光源以及照明系統幾何特性的角度理論上分析引起可見度的增減的規律。單個目標的可見度水平是與目標物的背景亮度 Lb、目標亮度和背景亮度組成的對比度 C、等效光幕亮度 Lv 三個值合成的四個指標的函數。三個值發生變化將導致可見度水平的增減，但是，三個值對可見度水平的貢獻是不一樣的，所以，當光源以及照明系統幾何特性發生改變時，這三個值會不成比例地相應改變，對可見度貢獻大的那個值將決定可見度水平的增減。

計算基礎模型假設道路為平直、均勻的單車道，車道寬 5 m，路面材料為 CIE 規定的 R3 路面，光源選用 Ge1773038 型高壓鈉燈的配光 IES 文件，燈杆高度為 10 m，間距 30 m，懸挑1m，觀察者年齡為60歲，通過程序計算符合可見度模型的 20 個點的各項參數。當增大光源光輸出，假定燈具的配光分佈沒有發生變化時，目標亮度、背景亮度、光幕亮度、適應亮度、路面亮度均隨光輸出增加而成倍增加，光幕亮度、適應亮度同時引起了閾限亮度差 ΔL0 的增加，對比度沒有發生改變，各點的可見度水平略有增加。將影響可見度水平的幾個因素的數據輸入 SPSS 統計軟件，得到其與可見度水平的相關關係隨着適應水平、背景亮度、對比度的上升，VL 值上升；隨着失能眩光上升，VL 值下降，在計算中，光幕亮度值一般較小，對 VL 值的影響也較小，背景亮度的增減將引起計算式的分子和分母相應地增減，其對 VL 值的貢獻一部分被抵消，只有對比度與可見度水平具有較高的相關關係，其上升引起的 VL值上升要比其他因素引起 VL 值變化的變化率大得多。當四個值以相同的比率上升，STV 總是上升的。因此，增加光輸出，在對比度沒有發生變化的情況下，道路的平均亮度與 STV 值可參考 ^[3]  。