特種車輛艙室照度測(cè)量方法及效果評(píng)價(jià)

考希賓，陳亞妮，姬麗靜，孔巍，閆金海，萬(wàn)紅，李琳

(兵器工業(yè)衛(wèi)生研究所，西安 710065)

1 引言

特種車輛艙室內(nèi)舒適的照明條件是保證乘載員作業(yè)工效的重要因素，艙室內(nèi)照明需根據(jù)車內(nèi)乘員作業(yè)種類的需求，從照度要求、光色、均勻度以及防眩光等角度設(shè)計(jì)適合的人工照明，以保持穩(wěn)定、合理、舒適、健康的艙室光環(huán)境。在GJBz20527中沒(méi)有明確規(guī)定適用于特種車輛照明的測(cè)試方法[1]，只是提出特種車輛車內(nèi)照明的測(cè)試是依據(jù)GB/T5700——室內(nèi)照明測(cè)量方法[2]規(guī)定的方法進(jìn)行的。由此帶來(lái)了兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是通常意義上的室內(nèi)照明測(cè)試與特種車輛車內(nèi)照明的測(cè)試在空間、選點(diǎn)等方面存在著本質(zhì)的區(qū)別；二是導(dǎo)致了目前在特種車輛車內(nèi)照明測(cè)試方法不統(tǒng)一、格式不規(guī)范等問(wèn)題，隨之帶來(lái)的是試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信性等問(wèn)題，影響了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和工作效率，從而也影響到了照明設(shè)計(jì)的工效評(píng)價(jià)。

2 方法

2.1 測(cè)試設(shè)備

照度計(jì)，測(cè)試范圍為0～20000 lx,分辨率0.1 lx；經(jīng)陜西省計(jì)量院檢定合格。

2.2 測(cè)試方法

① 測(cè)試位點(diǎn)的選擇

在特種車輛車內(nèi)照明測(cè)量的工作過(guò)程中，根據(jù)特種車輛艙室內(nèi)部布局及實(shí)際工作的需要，將測(cè)量區(qū)域分成矩形方格，針對(duì)儀器設(shè)備顯示界面和(或)操控面板的面積大小，如面積較大的駕駛員任務(wù)終端、駕駛員操控面板等采用五點(diǎn)中心布點(diǎn)法(由左上順時(shí)針?lè)謩e標(biāo)記為A、B、C、D、E)，面積較小的保障盒、控制盒、微壓差測(cè)量?jī)x等采用一點(diǎn)中心布點(diǎn)法(圖中E點(diǎn)處)，如圖1所示。

圖1 布點(diǎn)示意圖

② 測(cè)試步驟

a.照度計(jì)接收器的放置位置與被測(cè)面法線方向一致；

b.先用大量程檔數(shù)，然后根據(jù)指示值大小逐步找到需測(cè)量的檔數(shù)；

c.指示值穩(wěn)定后讀數(shù)，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)可取2～3次讀數(shù)，然后取算術(shù)平均數(shù)。

③照度計(jì)算方法

a.五點(diǎn)中心布點(diǎn)法

該測(cè)量方法平均照度的計(jì)算公式為：Eav=∑Ei/5；

Eav—平均照度，單位為勒克斯(lx)；

Ei—第i個(gè)測(cè)點(diǎn)上的照度，單位為勒克斯(lx)。

b.—點(diǎn)中心布點(diǎn)法

直接讀取中心點(diǎn)位置所測(cè)數(shù)據(jù)即可。

④照度均勻度計(jì)算方法

U= Emax / Emin

U—照度均勻度；

Emax—最大照度，單位為勒克斯(lx)；

Emin—最小照度，單位為勒克斯(lx)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)果判定

照度及照明均勻度結(jié)果見(jiàn)表1。測(cè)試結(jié)果表明，艙內(nèi)四個(gè)終端的平均照度最小為158.2 lx，最大為313.0 lx；每個(gè)終端照度均勻度最小為1.68，最大為2.45，均符合GJBz20527的相關(guān)要求。

表1 各測(cè)試點(diǎn)照度值(lx)及照度均勻度

4 討論

艙室內(nèi)照明是影響乘員作業(yè)工效、操作安全性和可靠性的重要[3]。艙室照明設(shè)計(jì)時(shí),最核心的問(wèn)題是保證工作面上的照度能夠滿足作業(yè)人員簡(jiǎn)潔、快速、輕松、有效地閱讀并識(shí)別所需各種信息,同時(shí)消除或適當(dāng)控制那些會(huì)造成視覺(jué)上不舒適的因素，若艙內(nèi)照明設(shè)計(jì)不合理，則產(chǎn)生照度不達(dá)標(biāo)、均勻度不合理等問(wèn)題，輕則導(dǎo)致乘載員易疲勞、作業(yè)工效下降等問(wèn)題，重則會(huì)導(dǎo)致操作錯(cuò)誤率上升和嚴(yán)重的人因故障的發(fā)生[4-6]，同時(shí)還會(huì)對(duì)人員的生理心理產(chǎn)生不良影響[7]。加之在車輛閉艙行駛過(guò)程中，密閉艙室內(nèi)空氣流動(dòng)性相對(duì)較差，更會(huì)加重乘載員在操作過(guò)程中的不舒適感。

GJBz20527僅提出了車內(nèi)照明的要求，而對(duì)如何進(jìn)行測(cè)試沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明，僅說(shuō)明測(cè)試方法參照GB/T5700，而GB/T5700針對(duì)的是建筑物室內(nèi)外照明測(cè)試，其測(cè)量方法主要有中心布點(diǎn)法和四角布點(diǎn)法，室內(nèi)外照明測(cè)試的是相對(duì)廣闊的空間且測(cè)試點(diǎn)位于同一平面，而特種車輛等特種車輛內(nèi)則完全不同，其終端設(shè)備多為獨(dú)立的、錯(cuò)落的、立體的、四周環(huán)繞式分布，各測(cè)點(diǎn)不可能位于同一大的平面內(nèi)，因此兩者之間存在著本質(zhì)區(qū)別。需要建立專用于特種車輛艙室內(nèi)照明的測(cè)試與評(píng)價(jià)方法。

照度的測(cè)試計(jì)算主要有利用系數(shù)法、逐點(diǎn)計(jì)算法和單位容量法3種方法，以上三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，逐點(diǎn)計(jì)算法可用來(lái)計(jì)算各個(gè)點(diǎn)的照度，計(jì)算結(jié)果比較準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是計(jì)算量大[8]。本文中的照度測(cè)試評(píng)價(jià)方法結(jié)合特種車輛艙室內(nèi)布局特點(diǎn)及乘員的作業(yè)特性，將測(cè)量區(qū)域分成矩形方格，在每個(gè)矩形網(wǎng)格中心點(diǎn)測(cè)量照度，針對(duì)儀器設(shè)備顯示界面和(或)操控面板的面積大小以及顯示信息位于居中位置的特點(diǎn)，如面積較大的駕駛員任務(wù)終端、駕駛員操控面板等采用五點(diǎn)中心布點(diǎn)法，面積較小的保障盒、控制盒、測(cè)量?jī)x等采用一點(diǎn)中心布點(diǎn)法，符合特種車輛照度測(cè)試的實(shí)際情況。實(shí)車測(cè)試結(jié)果顯示在同等照明條件下，該方法所得的平均照度和照度均勻度的測(cè)試結(jié)果均滿足GJBz20527的相關(guān)要求。與GB/T5700規(guī)定的中心布點(diǎn)法和四角布點(diǎn)法相比，有效克服了測(cè)試點(diǎn)位數(shù)過(guò)多、針對(duì)性不強(qiáng)的弊端，在保證測(cè)試準(zhǔn)確性的同時(shí)減少了工作量，提高了工作效率。

5 結(jié)論

利用該方法測(cè)試各點(diǎn)的平均照度分別為179.2 lx、313.0 lx、211.8 lx和158.2 lx，照度均勻度分別為1.68、2.23、2.14和2.45，符合GJBz20527的相關(guān)要求，能夠滿足車輛乘員作業(yè)過(guò)程中的照度需求。

該方法能夠滿足特種車輛的艙內(nèi)照度測(cè)試需求，測(cè)試及計(jì)算方法簡(jiǎn)單、測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且工作任務(wù)量較之前的方法有明顯減少，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)用性。