道路交通内部照明标志视认性研究
相比普通标志，内部照明标志需要达到更好的发光效果，以适应各种不同背景亮度、恶劣环境下的视认需求，因此，发光效果（亮度、均匀度、对比度）是内部照明标志视认性研究的核心内容。
1. 亮度性能
目前，视认性主要利用仪器或主观评价实验[1]进行测量。对于自发光式标志来说，标志亮度是决定标志视认性的重要因素，确定标志亮度水平时，应以道路使用者的视觉行为特征为基础，结合标志所处的环境、交通量、气候条件、公路等级等特征，制定合理的亮度区间，从而针对不同年龄段的人群设计视认性的主观评价试验，测试人群对区间内不同亮度值的综合感受，将试验数据经过统计处理后研究 佳视认性下的亮度水平。
标志亮度与标志的视认性之间是一种倒 U 形关系[2]。因此 佳视认性下的亮度值应在倒 U 型的极点。然而，影响视认性的变量众多，例如视认环境、亮度均匀度、字符背景的对比度、颜色、观测者的年龄、视力、行车速度等等，并且涉及到许多主观因素。由于各变量权重系数的不同，单一变量的变化对视认性有时甚至不会产生重要的影响，视认性实验也无法仅从亮度的影响角度做研究，因此， 佳亮度的实验结论目前尚不统一，本文还不足以研究各参数影响下的 佳亮度值。为了讨论 佳亮度值，表 1 给出如下一些实验结论。
由于实验条件的多样性，实验结论不尽相同，但可以肯定的是， 过亮和过暗的显示亮度均会降低标志的视认性，环境的亮度是确定标志发光亮度的重要影响因素。在 10~400cd/m2 之间存在一个合适的亮度值使标志的视认性 佳。
对于自发光式标志，包括其他照明或发光设备，标志所处的环境亮度是决定标志发光亮度的关键因素。在低亮的背景环境中，较暗的自发光式标志视认性更佳，在高亮环境，如高速公路隧道环境中，需要高亮的自发光式标志与之适应。市区、郊区或乡村等不同环境对标志醒目程度、发现和认读都会产生影响。
根据国外对照明效果与 大亮度比之间的关系的研究结果[8]来看，如果把被照对象的照明效果强调出来，则环境亮度与被照对象的 大亮度比例为 1：5；如果需要重点强调，则环境亮度与被照对象之间的 大亮度比例为 1：10，超过背景亮度 10 倍以上，容易产生眩光。照明效果和环境亮度与被照对象 大亮度比例的关系如表2 所示。
根据对重庆市夜间环境亮度的实测[9]，并将测量结果取平均值后进行统计发现：在城市普通街道附近无照明的情况下，背景亮度为 3cd/m2；仅有路灯照明（无汽车灯光）下，背景亮度为 9cd/m2；在 有路灯照明和泛光照明情况下（包括汽车车灯光照明），背景亮度为 28 cd/m2，如表 3 所示。
为了使自发光式标志能从周围环境亮度中分离出来，给道路使用者提供清晰易辨的视认效果，起到强调作用，则被照物体与环境亮度比例宜在 1：5~1：10 之间选取。结合环境亮度的实测平均值， 佳亮度所处区间以及以上分析结论，考虑道路使用者在行车下对亮度反应的差异性，城市内使用的自发光式标志亮度范围为：当背景明亮时，亮度取为 140~400cd/m2；当背景亮度一般时，亮度取为 50~140cd/m2；当暗背景时，亮度取为10~50cd/m2。对于公路用自发光式标志来说，由于道路环境的不同、交通条件的不同以及交通设施、公路等级的不同，各种因素的交叉影响，很难从亮度上对公路环境进行归类，例如同一等级公路由于沿线穿越乡镇的不同，环境亮度存在差别，即使沿线所处环境相同，也可能受到交通量大小的影响。表 4 将公路环境亮度等级分为三级，并给出了代表不同亮度级别的一些典型路段。实际确定标志亮度时，应考察标志所处的综合环境。此外，由于不同隧道照明环境的差异性，隧道用自发光式标志的亮度应根据环境亮度实测结果、隧道照明工况、隧道条件来确定，避免产生眩光。
2. 对比度
自发光式标志在复杂背景下，首先要求标志醒目，能吸引人的注意，其次是易读和易于理解。醒目是整个标志的亮度水平足以在背景中凸显出来，易读和易于理解主要依靠字符/背景的亮度对比，即通过不同亮度颜色的组合达到标志信息的易辩性。在低亮的背景亮度下，字符亮度对标志视认性影响较大，但是在高亮的背景亮度下，特别对于城市用自发光式标志，对比度就显得更为重要。表 5 为关于亮度对比度的一些实验结论。
根据实验结论，字符/背景对比度对视认性的影响类似于亮度对视认性的影响， 佳的对比度应在 5：1~15.8：1之间。期望的一个平均值是 12：1，如果标志背景亮度为1cd/m2，则字符亮度为12cd/m2，如果字符亮度为12cd/m2，则背景亮度为1cd/m2。事实上，标志的整体亮度取决于标志的背景亮度与字符亮度。交通标志的背景一般为低亮的红、蓝、黄、绿等颜色，字符为高亮的白色，字符亮度很大程度上决定了标志的亮度水平，在自发光式标志字符/背景亮度确定过程中，可以将标志 佳亮度值作为字符亮度，然后根据对比度确定背景亮度值，或者按表2根据环境亮度值确定标志的背景亮度值，再根据对比度确定字符亮度值，能够达到较好的对比效果。
3. 均匀度
均匀度主要体现视认的舒适型，是体现内部照明标志的视认优势的重要指标。《道路交通标志和标线》和《民用航空滑行引导标记牌》规定： 大与 小亮度比≤4；《LED 道路交通诱导可变信息标志》规定： 大与 小亮度比≤1.5；《城市道路照明设计标准》规定：路面 大与 小亮度比≤2.5。澳大利亚新西兰的《室内与工作照明标准》[8]得出的研究结论是室内照明亮度均匀度的 佳值（ 小亮度与平均亮度之比）是0.7‐0.8。《日本照明手册》[8]研究得出的结论是均匀度（ 大亮度比 小亮度）≤ 4.0。随着灯具技术、反光膜与标志板面材料技术的提高，原来的均匀度标准有必要提升，以达到更好的视认效果，该指标的下限值为 1.5，相当于澳大利亚新西兰标准的0.5。
4. 参考文献
[1]王磊，韩文元，肖志军. 标志视认性研究中的主观评价[J]. 公路交通科技，2007，24（7）：103-106.[2] D.van Noreen.Visual Acuity in a Condition of Traffic Sign Viewing,The Effects of Luminance Changes[J].American Journal of Optometry and Physiological Optics,1981, 58(7):699-705.[3]T.M.Allen,A.L.Straub.SignBrightness and Legibility[J].Bull.127.HRB.National Research Council,1995,6(5):1-14.[4] S.Dahlstedt.Luminance Uniformity and Legibility of Traffic Signs[J].Lighting Research and Technology,1974,6(6):217-221.[5] P.R. Hind, B.H. Tritt,E.R.Hoffmann. Effects of level of Illumination.Visul Angle and Contrast on the Legibility of Numerals of Various Fonts[J].Proc.8th Australian Road Research Board Conference,1976,8(10): 46-55.[6] P.L.Olson, M.Sivak, J.E. Egan.Variables Influencing the Nighttime Legibility ofHighway Signs[J].UniversityofMichi-ganTransportation Institute,1983,9(2):121-132.[7] J.S.Smyth.The Brightness and legibility at Night of Road Traff Signs[J].Transactions of the Illuminating Engineering Society,1947,12(4):71-94.[8] 日本照明学会. 照明手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1985.[9] 陈仲林，黄海静，杨春宇，翁季，何正军，陈纲. 户外广告照明标准研究[J]. 照明工程学报，2003，13（1）：42-45.[10]Hills B.l.,Freeman, K.D.. An Evaluation ofthe luminance Contrast Requirements in Fully Reflectorized Signs[J].Proceedings of the 5th ArrB Conference,1970,5(3):67-94.[11]ForbesT.W.,Saari B.B.,Greenwood W.H.,GoldblattJ.G..,Hill T.E..Luminance and Contrast Requirements for legibility and Visibility of Highway Signs[J]. Transportation Research Rcord,1976,12(562):59-72.[12] D.van Noreen.Visual Acuity in a Condition of Traffic Sign Viewing,The Effects of Luminance Changes[J].American Journal of Optometry and Physiological Optics,1981, 58(7):699-705.[13] Sivak M., Olson P.L.,Pastalan L.A..Effect of Driver’s Age on Nighttime Legibility of Highway Signs[J]. Human Factors,1981,23(95):59-64.[14] Australian/New Zealand Standard™ Interior and workplace lighting, AS/NZS 1680.1:2006
