[机动车交汇时灯具炫目性的讨论]如何认定机动车改装灯具

　　随着我国汽车、摩托车工业的发展及其保有量的增加，在给人们生活带来便利的同时，交通事故的上涨及死亡率的提高越来越受到政府部门的关注。其中机动车交汇时灯具产生的强烈光线晃人眼而引起的交通事故不可忽视。本文利用生物学的科学计算公式并结合我国国标要求，阐释了机动车车灯在交汇时各种灯具是否产生炫目现象，并将其量化，从而对灯具的发光强度及照度提出更高的要求。
　　
　　炫目发光及测量方法
　　
　　炫目发光指由于发光光源刺目使观察者产生不舒适感，从而削弱观察者对物体的视觉感应的现象。即进入眼睛的具有相当强度的光线令视网膜中产生的形象模糊，从而导致视觉感应和性能下降。
　　测量炫目发光的传统方法分两步：
　　一是通过视网膜的发光光源的“等效罩纱亮度”（Lequivalent），基于以下三个因素：发光源在观察者眼睛处的照度（Eglare）；发光源到观察者眼睛处的直线连接角度（θ）；观察者的年龄。
　　
　　式中Lequivalent：发光光源的“等效罩纱亮度”
　　Eglare ：发光源在观察者眼睛处的照度（单位：lx）
　　
　　θ：发光源到观察者眼睛处的直线连接角度
　　
　　公式（1）主要用于计算炫目发光光源对观察者的影响，作为对潜在炫目发光光源进行分析的基础。
　　二是利用“等效罩纱亮度”（Lequivalent）值计算相对上升对比度阈（Thresholdelevation），它由背景亮度（Lbackground）或观察者眼睛的适应状态等因素决定。
　　对比度阈定义为目标亮度（ΔL）的最小增量（或最小减量），作为评估目标在特殊背景亮度（Lbackground）下是否可以看见的最小单位，用ΔL/ Lbackground表示。
　　
　　对于驾驶员而言，在各种不同道路照明环境下（包括从黎明到黄昏），从小型到中型目标的目标亮度（ΔL）的最小增量一般为0.01，所以将0.01代入公式（2），可以得到用于分析昼间行驶灯的炫目作用的相对上升对比度阈：
　　
　　当发光光源的相对上升对比度阈超过2.0时，就会造成比较严重的炫目[1]。
　　[附]发光强度与照度有以下转换关系：
　　
　　式中E：发光光源的照度（单位lx）
　　I：发光光源的发光强度（单位cd）
　　R：发光源到观察者眼睛的距离（单位m）。
　　
　　摩托车与摩托车交汇时灯光炫目分析
　　
　　1.照度（Eglare）计算
　　在分析昼间行驶灯是否炫目之前，需先计算发光源在观察者眼睛处的照度（Eglare）。该数值取决于两个方面：观察者与光源的相对距离，昼间行驶灯在参考水平面上稳定的发光强度。
　　假设两辆摩托车的交汇距离分别为20m、40m、60m、80m和100m，安装在摩托车前面的灯具分4种不同类型，分别对其进行计算。其发光强度分别可参考GB 5948-1998《摩托车白炽丝光源前照灯配光性能》、ECE R87《关于动力驱动交通工具的昼间行驶灯认证的统一规定》和GB 17510-1998《摩托车光信号装置配光性能》的相关内容。
　　第一种：正常点亮的近光灯，其hv点最大发光强度为438.2cd；
　　第二种：琥珀色转向信号灯，当车辆处于转向状态、转向信号灯开始闪烁时，其hv点最大发光强度为700cd；
　　第三种：专用昼间行驶灯，其hv点最大发光强度为800cd；
　　第四种：正常点亮的远光灯，其hv点最低发光强度为20000cd。
　　根据上面已设条件以及公式（4），可计算出各交汇距离处灯具的照度（Eglare），见表1。
　　
　　2.等效罩纱亮度（Lequivalent）计算
　　首先，假设摩托车行驶的路面为双车道，车道宽3050mm（10英尺），两车均行驶在车道当中，即两车的水平距离为3050mm。又根据GB 18100-2000《两轮摩托车及轻便摩托车照明和光信号装置的安装规定》对摩托车近光灯的安装要求5.2.3.2中要求离地高度不小于500mm、不大于1200mm，选取折中高度850mm，驾驶员眼睛离地高度1600mm，所以垂直距离差约为750mm。如果驾驶员眼睛与对行摩托车灯具处于同一水平面上，则驾驶员眼睛到对行摩托车的灯具的直线距离约3141mm，如图1所示。
　　
　　同时，将两辆摩托车的交汇距离和从驾驶员眼睛到对行摩托车灯具的直线距离进行相除，经过弧度/角度等换算，可计算出发光源到观察者眼睛的直线连接角度（θ），见表2。
　　
　　由于公式（1）中还涉及到年龄系数k，为覆盖所有年龄组驾驶员，分别选取年龄25岁、45岁和65岁，代表中、青、老三组驾驶员，计算出各年龄段的k值，值，从而计算出各个距离下各种类型昼间行驶灯的等效罩纱亮度（Lequivalent），见表3。
　　
　　3.相对上升对比度阈（Thresholdelevation）计算
　　为了判断具有不同发光强度的各类灯具在不同的环境亮度下是否会产生炫目反应，采用相对上升对比度阈（Thresholdelevation）公式求得目标亮度和环境亮度的对比值。当这一比值小于2时，眼睛能够接受，不产生炫目；当超过2时，则会因为目标亮度相对环境亮度过高而产生炫目的感觉，从而可能造成交通事故。
　　在这里根据实际情况设定两个环境亮度：1cd/m2（等效于夜间没有路灯情况下的道路环境亮度）和50cd/m2（等效于黄昏、黎明或者多尘天气下的道路环境亮度）。
　　将前面已经折算出的各个距离下各类灯具对各年龄段的等效罩纱亮度与环境亮度代入公式（3），即可得到相对上升对比度阈（Thresholdelevation），见表4。
　　
　　4.结论
　　上述列表显示，在背景亮度1cd/m2的夜晚，无论摩托车驾驶员使用近光、转向信号灯以及专用昼间行驶灯，在交汇距离分别为100m、80m、60m、40m和20m时，其相对上升对比度阈值都小于2，因此不会产生炫目，不会影响对向行驶的所有年龄段摩托车驾驶员的观察和判断能力。所以，这些灯具能够在夜晚车辆交汇时使用，属于交汇安全灯具。而摩托车远光灯则在任何距离时的相对上升对比度阈值都远远大于2，所以在摩托车交汇时，绝对不允许打开远光灯，因为这样会导致对行驶车辆驾驶员炫目，致使其观察和判断能力都大幅下降，可能造成交通隐患。
　　当背景亮度为50cd/m2的黄昏、黎明或多尘天气，近光、转向信号灯、专用昼间行驶灯甚至远光都不会产生影响观察和判断能力的炫目光线。也就是说在昼间所有的灯具在交汇时都是安全的。
　　
　　摩托车与汽车及汽车与汽车交汇
　　
　　同理，可以用相同的建模方法分析摩托车和汽车交汇时以及汽车和汽车交汇时各灯具的发光炫目情况，对各个安装在前部的灯具进行评定得到以下结论：在背景亮度1cd/m2的夜晚，摩托车及汽车驾驶员无论使用近光、转向信号灯以及专用昼间行驶灯，在各交汇距离都不会产生炫目，不影响对向行驶的所有年龄段摩托车、汽车驾驶员的观察和判断能力；而摩托车和汽车远光灯则在任何距离时的相对上升对比度阈值都远远大于2，所以在交汇时如果打开远光灯则会产生炫目，造成交通隐患。但是在背景亮度为50cd/m2的黄昏、黎明或多尘天气，汽车或摩托车交汇时，近光、转向信号灯、专用昼间行驶灯甚至远光灯都不会产生影响观察和判断能力的炫目光线。
　　
　　参考文献
　　[1] Adrian,W.&Bhanji,A(1991)Fundamentals of disability glare:A formula to describe straylingt in the eye as a function of flare angle and age. In W.Adrian(ED) Proceedings of the First International Symposium on Glare. New York:Lighting Researsh Institute.Pp.185-193.