首先介绍一下人类眼睛的能力。人的视觉是指眼睛在光线的作用下,对物体明暗、形状、颜色、运动和远近深浅等的综合感觉。人的视觉具有很高的灵敏度,能在数百万勒克斯到 0.01lx的范围内识别被观察物体。在日光下有数百万勒克斯的亮度,而0.01lx相当用于无月光的晴朗夜空下的地面亮度。在夜空晴朗满月时的地面亮度大约为0.22lx(不包含人工照明)。如果有机会大家可以到远离城市的郊外感受一下。经过大量的试验研究证明人的眼睛能够清晰、准确、快速地观察物体的最低亮度0.5lx,当然这时可能无法分辨物体颜色和速度;5 lx以上的亮度能够很好的分辨物体的颜色和运动速度。故城市机动车道路照明的最低值通常规定要大于15lx,人行道要大于5lx。
夜间自然的照明条件不足以让驾驶员看清道路,恶劣气象条件下的道路照明条件更差。为所有的道路装备路灯等人工道路照明设备耗费太高,最经济、简便的方法就是为机动车装备道路照明设备,这就有了汽车的前照灯和前雾灯。通常认为机动车的照明系统1lx线以内为动态可视区域,但有时无法分辨物体颜色;5lx线以内为良好可视区域,该区域内能够很好的分辨物体的颜色和运动速度。
2.1 眩目的危害
人的视力具有亮度适应性和色适应性。在眼睛适应黑暗的过程中,它的光敏性能增加20万倍,瞳孔放大时间约为2秒。暗适应的时间较乏,一般要经过4-6分钟才能基本适应,需要在黑暗处停留30分钟左右,眼睛才能达到完全适应的程度。明反应时间则较短,一般需要1分钟左右便可以完全适应。所谓眩目是指人的眼睛突然受到强光照射时,由于视觉神经受刺激而失去对眼睛的控制,本能地闭上眼睛或看不清暗处物体的生理现象,这种现象很容易造成交通事故。眩光是视野范围内由于亮度的分布或范围不适宜,在空间和时间上存在极端的亮度对比,造成人视觉机能下降的强光。随着视场内强光源亮度的增加,首先有不舒适的感觉,产生不舒适的眩光,此时并未影响视觉功能(心理眩目)。随着强光源亮度的增加,不舒适感逐渐严重并伴随有视力功能降低等生理反应(心理眩目变成生理眩目)。亮度进一步增加,视觉功能将严重下降,甚至消失,此时即是失能性眩光(生理眩目)。
眩目的危害在于导致驾驶者产生不舒适的视觉反应:
2.1.1 眼睛瞳孔的缩小,在视野内亮度一定的条件下,降低视网膜上的照度,强光以外的光线被减弱。
2.2.2 眩光在眼球媒体内的散射,减弱了被看对象与背景间的对比度;
2.2.3 视觉细胞受强光刺激,引起大脑皮层细胞间产生相互作用,使得被看对象的观察呈现模糊的刺激,适应状态遭到破坏。暗适应状态下,即使光线不强也可能产生眩光。
2.2评价眩目的途径
眩光光源亮度远高于背景亮度时,眼睛既要适应背景亮度,又要适应光源亮度,于是刺激和不舒适开始出现,随着时间的增加,不舒适的程度不断增加,直至难以忍受。评价眩目主要有两条途径:心理学方面和生理学方面。
心理眩目是由于在视野内经常出现高亮度光源的照度,使得视觉产生不舒适疲劳感。人的心理眩目程度可以用不舒适眩目级别 G 来表示:

式中:Er-光源对眼睛的照度(lx);
L-光源到眼睛的距离;
试验表明0<G<2时,人就不会产生心理上的不舒适而引起的眩目疲劳。生理眩目是指人的眼睛受到强光照射时,视力严重下降,可见距离变近,严重时人的视觉会暂时失去控制
能力而出现短暂失明。人的生理眩目程度可以用生理失控眩目亮度B来表示:

式中:Er-光源对眼睛的照度(lx);
θ-眩光角度;
根据科学提供的分析,在车辆行驶时,使用远光灯会使一定距离内道路的其他使用者产生眩目,包括对面车辆和前方车辆。在使用远光会车时,当两车距离为200m,就可能出现能见度下降。两车相距50m时,可能会导致驾驶员瞬间致盲,或对速度、距离、来车宽度的感应力和判断力下降。一旦有障碍物,必将发生事故。当两车相距25m时,由于直射眩目的作用下降,驾驶员的眼睛开始恢复。两车相距10m左右时,视距恢复到60m左右。这个时期能持续多久,取决于能见度的最大丧失程度、眩目时间和驾驶员眼睛对暗适应性的恢复 速度,通常需要数秒钟时间。
根据不完全统计,车速在120km/h以内时远光灯相互影响的距离为10-180m,即使用远光灯会车时的危险距离为10-180m。当车距在75-200m时,前车的驾驶员会产生心理眩目,尽管可以通过改变头部位置,减轻眩目的影响,但对行车安全还能构成影响;当车距在10-75m时,前车的驾驶员会产生生理眩目,驾驶员的视距将缩短到50m以内,通过改变头部位置,可以减轻眩目的影响,但对行车安全会构成严重影响。一旦发生事故,必然殃及到后车的安全。在高速公路上,双向车道中间有高约1.3米的隔离带,能够避免灯光直接照射到对面车道的车辆,但是中间隔离带通常并不完整,在有缺口的地方同样会对对面车辆的驾驶员造成眩目。前方车辆也会因后视镜的反射产生眩目。
为避免眩目的产生,产生了汽车的近光灯。近光灯最初的设计目的就是在会车时,不使对面驾驶员眩目的前提下,最大限度的照亮自己一方的道路。在汽车近光灯的白光要求中III区和HV点的光照度不得大于0.7lx(气体放电灯小于 1lx),B50L点的光照度不得大于0.4lx(气体放电灯小于 0.5lx),就是基于避免产生生理眩目的考虑。其中HV点和附近的III区主要防止前车驾驶者产生眩目,B50L点和附近的III区主要防止对面车驾驶者产生眩目。
3.1 前雾灯
前雾灯在 GB4785中定义为用于改善在雾、雪、雨或尘埃情况下道路照明的灯具。
图1 前雾灯配光区域

图2 典型的前雾灯配光图

图3 前雾灯的配光报告

图4 前雾灯的路面效果(驾驶员位置)

图5 前雾灯路面效果(鸟瞰)
从路面的效果图中不难看出,一个标准前雾灯,在本车道上1lx线可以达到30m左右,5lx线可以达到27m左右,10m以内具有良好的照明效果,且照射角度可以达到左右40度以上。对两侧有良好的照明效果,非常有利于近距离的照明。雾灯的下射角度较大,在垂直方向的立体角很窄,在雾气中的散射光线较少,不容易产生光幕;在雾、雪、雨或尘埃中的穿透能力强,在恶劣条件下具有较远的道路距离。
3.2 近光灯
近光灯在国标GB4785-2007中定义为“照明车辆前方道路,对来车驾驶员和其他使用道路者不造成眩目,或产生不舒适感的灯具”。在GB4599-2007中定义为“当车辆前方有道路其他使用者时,所使用的一种不使对方眩目或引起不舒适感的近距离照明光束” 。

图6 近光灯配光区域

图7 典型的近光灯

图8 近光灯配光报告

图9 近光灯的路面效果(驾驶员位置)

图10 近光灯路面效果(鸟瞰)

图11 近光路面效果(鸟瞰局部)
从路面的效果图中不难看出,一个标准近光灯,在本车道上1lx线可以达到95m左右,5lx线可以达到65m左右,右侧的照明距离更远。10m以内具有良好的照明效果,且照射角度可以达到左右30度。有些近光灯的照射角度可以达到左右40度。适用于120km/h以内的中低速行驶照明和有道路照明的城市街道。近光灯的下射角度较大,在垂直方向的立体角较大,在雾气中的散射光线中等,在薄雾中不容易产生光幕:在浓雾中容易产生光幕。因此,在雾天要选择性的使用近光灯。
3.3 远光灯
远光灯在国标GB4785-2007中定义为“照明车辆前方远距离道路的灯具”;在GB4599-2007中定义为“当车辆前方无道路其他使用者,所使用的一种远距离照明光束”。

图12 典型远光灯

图13 远光的配光报告

图14 远光的路面效果(驾驶员位置)

图15 远光的路面效果(鸟瞰)

图 16远光的路面效果(鸟瞰局部)
从路面的效果图中不难看出,一个标准远光灯,在本车道上1lx线可以达到250m左右,5 lx线可以达到150m左右,具有良好的照明效果。但10m以内的照明效果不好,而且照射角度较小,左右宽度仅为10度左右,50m以内的左右两侧的照明不足,适合高速行驶时的远程照明。由于远光灯是锥型的照射角,没有截止线,上射的光线很强,在雾气中容易使光线发生较大的散射,会在车前形成很强的光幕,穿透力反而最差:雾越浓,灯光越强,形成的光幕越强,道路的可视距离则越短。
3.4 综合分析
从上述的相关规定和实际的效果图可看出,前雾灯和近光灯充分地考虑了道路其他使用者的感受,最大限度地避免道路的其他使用者产生眩目或不舒适感。
前雾灯使用的全部是下射光线,下射角度大于0.57度。在国标GB4785-2007中规定,前雾灯的安装位置在离地面800mm以下,整个视表面应该在近光灯视表面最高点以下。且发射光不直接或间接通过后视镜(或其他反射面)而引起驾驶员的不舒适感。
近光灯左侧使用的是下射光线,下射角度大于0.57度,右侧有部分上射的光线。在国标GB4785-2007中规定,近光灯的安装位置在离地面1200mm以下(对于越野车,最大高度可以增加到1500mm),且发射光不直接或间接通过后视镜(或其他反射面)而引起驾驶员的不舒适感。右侧部分上射的光线主要的日的是照亮道路右侧的行人、路牌、以及右侧岔路的情况。
远光灯使用的是锥型光束。在国标GB4785-2007中,安装高度没有特殊要求,且发射光不直接或间接通过后视镜(或其他反射面)而引起驾驶员的不舒适感。
一般来说,汽车驾驶员头部的位置通常距离地面1200mm以上,外部后视镜的位置通常在800mm以上,车内后视镜的位置通常在1200mm以上。在使用前雾灯和近光灯的情况下,主光束都不会直接照射到对面车辆驾驶员的眼睛和前车的后视镜中。辅助光束(也就是国标GB4785-2007中规定的可视角的范围内,主光学以外的光束(也就是明暗截止线以上的部分)虽然照射到对面车辆驾驶员的眼睛和前车的后视镜中,但这部分光线较弱,法规规定小于0.7lx(气体放电灯小于1lx)。照射到后视镜上再反射到驾驶员的眼睛里,通常不会产生眩目,可能会产生可以接受的不舒适感觉。对于近光灯的B50L(相当于50m处对面车辆驾驶员的位置),规定要求小于0.4lx(气体放电灯小于0.5lx),直接照射到驾驶员的眼睛里,通常不会产生眩目,可能会产生可以接受的不舒适感觉。
如果使用远光灯,则产生不同的效果。下图是使用远光灯时对应近光灯检测点的检测结果。检测报告1使用的是刚刚符合法规下线的远光灯,检测报告2使用的是符合国内某主机厂最低要求的远光灯。

图17 检测报告 1

图18 检测报告 2
从上表可以看出,即使刚刚满足法规要求的远光灯,其B50L(相当于50m处对面车辆驾驶员的位置)超标65倍,HV点超标69倍,50L点超标1.1倍,70L点超标1.6倍。通常情况下,远光灯都会高于法规要求, 按照某整车厂的要求,B50L(相当于50m处对面车辆驾驶员的位置)超标121倍,HV 点超标129倍:50L点超标2倍,70L点超标3倍。
在汽车近光灯的白光中,III区和HV点的光照度不得大于0.7lx(气体放电灯小于1lx),B50L点的光照度不得大于0.4lx(气体放电灯小于 0.5lx)。就是基于避免产生人生理眩目的考虑。HV 和附近的III区主要防止前车驾驶者产生眩目,B50L点和附近的III区主要防止对面车驾驶者产生眩目。50L、75L有上限的要求,主要是为了防止灯光打到路面后反射光后使对面驾驶员的眩目作用。50L小于15lx和75L小于12lx(气体放电灯对应的是50L小于20lx和25L小于30lx)。超标的后果是:会车时地面的反射光会产生眩光,当地面有积水或积雪时,眩目更加严重。
4.1 夜间使用
在公路(包括国道、省道和高速公路等)和没有路灯照明的道路上,可以使用近光灯:在没有其他道路使用者的前提下可以使用远光灯:没有道路其他使用者(主要指其他机动车),以看不到对面车道来车的前灯(白色光),也看不到同向车道前车的居灯(红色光)为准,行人和助力车除外。车速宜控制在公路规定的上限值减去20km/h以内。如规定的上限是120km/h,最好不要超过100km/h。
在城市夜间、有路灯照明的道路上可以使用近光灯,不能使用远光灯和前雾灯。车速应控制在道路规定的上限以内。
4.2 在恶劣气象条件下、没有道路照明的公路(包括国道、省道和高速公路等)上。要根据实际情况开启前、后雾灯及危险警示灯(《道路交通安全法》的要求)。具体使用方法如下:
4.2.1 在白天,能见度>200m 时,如果日间行车灯己经开启的情况下,不用开启其他灯具。没有日间行车灯的可以开启前后位置灯。车速控制在在120km/h以下。也可以开启近光灯。
4.2.2在夜间,能见度>200m时,开启前后位置灯和近光灯。车速控制在100km/h以下。
4.2.3 在白天,200m>能见度>100m时,应开启前后位置灯和前雾灯。车速控制在80km/h以下。也可以开启近光灯。
4.2.4 在夜间,200m>能见度>100m时,应开启前后位置灯、近光灯和前雾灯。车速控制在80km/h以下。
4.2.5 在白天,100m>能见度>50m时,应开启前后位置灯、前雾灯和后雾灯。车速控制在40km/h以下。
4.2.6 在夜间,100m>能见度>50m时,应开启前后位置灯、近光灯、前雾灯和后雾灯。根据当时的气象和道路情况,也可以关闭近光灯,以获得更远的照明效果。车速控制在40km/h以下。
4.2.7 在白天,能见度<50m时,应开启前后位置灯、前雾灯、后雾灯和危险警示灯。车速控制在10km/h以下。此时不可以变换车道,也不能停车在道路上。如果必须要变换车道或者转弯,应提前先开启相应方向的转向灯,然后暂时关闭危险警示灯,2秒钟以后开始变换车道或转弯,待完成变换车道或者转弯后,再开启危险指示灯,然后关闭转向灯。变换车道或转弯时要注意后车的状态,如果对自己有造成威胁的可能,要停止变换车道或转弯。
4.2.8 在夜间,能见度<50m时,应开启前后位置灯、近光灯、前雾灯、后雾灯和危险警示灯。根据当时的气象和道路情况,也可以关闭近光灯,以获得更远的照明效果。车速控制在10km/h以下。此时不可以变换车道,也不能停车在道路上。如果必须要变换车道或者转弯,应提前先开启相应方向的转向灯,然后暂时关闭危险警示灯,2秒钟以后开始变换车道或转弯,待完成变换车道或者转弯后,再开启危险指示灯,然后关闭转向灯。变换车道或转弯时要注意后车的状态,如果对自己有造成威胁的可能,要停止变换车道或转弯。
4.3 在恶劣气象条件下,有道路照明的城内。要根据实际情况开启前、后雾灯、危险警示灯。
4.3.1 在白天,能见度>200m时,如果日间行车灯己经开启的情况下,不用开启其他灯具。没有日间行车灯的可以开启前后位置灯。车速控制在道路规定的上限以内。
4.3.2 在夜间,能见度>200m时,开启前后位置灯和近光灯。车速控制在道路规定的上限以内。
4.3.3 在白天,200m>能见度>100m时,应开启前后位置灯和前雾灯。车速控制在50km/h或道路规定的上限以内。
4.3.4 在夜间,200m>能见度>100m时,应开启前后位置灯、近光灯和前雾灯。车速控制在50km/h或道路规定的上限以内。
4.3.5 在白天,100m>能见度>50m时,应开启前后位置灯、前雾灯和后雾灯。车速控制在30km/h以下。
4.3.6 在夜间,100m>能见度>50m时,应开启前后位置灯、近光灯、前雾灯和后雾灯。根据当时的气象和道路情况,也可以关闭近光灯,以获得更远的照明效果。车速控制在30km/h以下。
4.3.7 在白天,能见度<50m时,应开启前后位置灯、前雾灯、后雾灯和危险警示灯。车速控制在10km/h以下。此时不可以变换车道,也不能停车在道路上。如果必须要变换车道或者转弯,应提前先开启相应方向的转向灯,然后暂时关闭危险警示灯,2秒钟以后开始变换车道或转弯,待完成变换车道或者转弯后,再开启危险指示灯,然后关闭转向灯。尽快将车辆在停车场、商铺门前等远离道路的地方等待气象条件的好转。
4.3.8 在夜间,能见度<50m时,应开启前后位置灯、近光灯、前雾灯、后雾灯和危险警示灯。根据当时的气象和道路情况,也可以关闭近光灯,以获得更远的照明效果。车速控制在10km/h以下。此时不可以变换车道,也不能停车在道路上。如果必须要变换车道或者转弯,应提前先开启相应方向的转向灯,然后暂时关闭危险警示灯,2秒钟以后开始变换车道或转弯,待完成变换车道或者转弯后,再开启危险指示灯,然后关闭转向灯。尽快将车辆在停车场、商铺门前等远离道路的地方等待气象条件的好转。
4.4 在恶劣气象条件下,一定不要开启远光灯。它会在车前形成很强的光幕,能见度越差,形成的光幕越强,道路的可视距离越短。
4.5 小结
4.5.1 夜间行车尽量减少远光灯的使用。采用点动的方式使用:在需要确定远方可疑物时打开远光灯,可疑物确定后,关掉远光灯。
4.5.2 在省级一下的公路,前雾灯和近光灯可以配合使用,来提高照明的宽度,及时避让道路两侧的行人。
4.5.3 在恶劣气象条件下,绝对不要使用远光灯。要适当降低车速,及使在高速公路上。
4.5.4 在恶劣气象条件下,使用了前雾灯,车速就不要超过80km/h;使用后雾灯,车速就不要超过40km/h,不能超过道路的最高限速。
4.5.5 危险警示灯不要随便使用。使用的两个条件:第一,在直线减速至10km/h以下的过程中;第二,在车速持续小于10km/h时。使用危险警示灯时,不可以变换车道。在车队使用危险警示灯做车队显示时,首车和尾车不能使用,以便于车队在变换车道时开启方向指示灯来提醒道路的其他使用者注意。
总之,防眩目的方法很多。本文仅从使用者的角度,利用现有资源和设备,控制眩目的产生,保证行车安全。希望大家能够文明驾驶。使用好车灯,降低行车事故。
文章来源:文章来自中国国际汽车照明论坛论文集