автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.07, диссертация на тему:Исследование зрительной работоспособностив условиях динамического освещения помещений и видимости при малых яркостях адаптации

Харківська державна академія міського господарства

Л пі

і о и :і

На правах рукопису

Я Мло V.- *

« І:іт !«к.-0

Салтиков Віктор Олександрович

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗОРОВОЇ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ В УМОВАХ ДИНАМІЧНОГО ОСВІТЛЕННЯ ПРИМІЩЕНЬ ТА ВИДИМОСТІ ПРИ МАЛИХ ЯСКРАВОСТЯХ АДАПТАЦІЇ

05.09.07 - Світлотехніка та джерела світла

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Харків - 1996

Дисертація є рукопис

Роботу виконано в Харківській державній академії міського господарства

Науковий керівник - Заслужений діяч науки України, доктор

технічних наук, професор Намітоков К.К.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Копил В.К. кандидат технічних наук, доцент Сорока К.О.

Провідна організація - Український науково-дослідний інститут

джерел світла, Мінмашпром, м.Полтава

Захист відбудеться “ 2ґГс»у 1995 р 0 М ~~

на засіданні Спеціалізованої вченої ради К 02.13.04 при Харківській державній академії міського господарства / 310002, м.Харків, вул.Революції, 12 /

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці ХДАМГ / 310002, м.Харків, вул.Революції, 12 /

Автореферат розісланий “ ^ ” Аріио-со 1996 р.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми

Розробка науково обгрунтованих психофізіологічних та гігієнічних вимог до освітлення виробничих приміщень різноманітного призначення та установок зовнішнього освітлення є одним з актуальних завдань світлотехніки. Серед великої кількості характеристик оцінки світлового середовища якісні показники є найважливішими, тому що в даний час кількісно нормовані рівні освітленості для більшості зорових робіт різної точності близькі до оптимальних. їх подальше збільшення, як правило, може привести лише до незначного підвищення продуктивності праці. В інших випадках це може супроводитися навіть зростанням як зорової, так і загальної втоми, що неприпустимо.

Одним із способів поліпшення якості освітлення та підвищення працездатності зоровогр аналізатора є створення штучними джерелами світла колірно-світлового середовища, наближеного до умов природного освітлення.Проте сьогодні ще не розроблені рекомендації щодо дозування світлових та колірних подразників протягом робочого дня. Дослідження, що проводились в цьому напрямку, нечисленні, а результати їх у ряді випадків суперечливі.

Такі рекомендації особливо необхідні в установках зовнішнього освітлення, коли зорова робота водіїв механізованого транспорту полягає у виявленні, розпізнаванні або визначенні стану реальних об'єктів в умовах нерівномірного просторового розподілу яскравості.

Мета роботи

Вивчення стану зорового аналізатора при освітленні виробничих приміщень люмінісцентними лампами різного спектрального складу випромінювання та видимості об’єктів при нерівномірному розподілі яскравості у полі зору в зовнішніх освітлювальних установках.

Для досягнення цієї мети в роботі поставлені й вирішені такі завдання:

1. Визначення функціональної стійкості розрізняльної здатності зорового аналізатора в річних режимах освітлення.

2. Дослідження зорової працездатності за часом простої та диференційної реакції при роботі з коректурними таблицями в умовах статичного та динамічного за спектром освітлення.

3. Розробка системи керування динамічним за спектром освітленням приміщень.

4. Встановлення величини порогового контрасту та видимості при нерівномірному розподілі яскравості дорожного покриття.

5. Дослідження впливу спектрального складу випромінювання металогалогенних та натрієвих ламп високого тиску на швидкість зорового сприйняття при малих рівнях яскравості адаптації.

6. Виявлення меж поля зору за тих же умов.

Наукова новизна роботи

В результаті дослідження впливу різних режимів освітлення на стан центральної нервової системи, зорову працездатність і втомлення показано, що при використанні динаміки, яка відтворює кольоровість природного освітлення, зорова працездатність вище протягом усього робочого дня, ніж за умов статичного освітлення; зменшується час ахроматичної адиспаропії; стає вище показник працездатності за коректурною пробою'. Динаміка кольоровості освіт-

лення покращує стан центральної нервової системи, показником якого в даному випадку с зменшення часу зорово-моторної реакції.

Фізіологічні дослідження зміни таких функцій зору, як контрастна чутливість, швидкість зорового сприйняття, а також розрахунки еквівалентної яскравості та рівня видимості дозволили кількісно виявити взаємозв’язок характеристик установок зовнішнього освітлення та зорової працездатності. Встановлено, що погіршення видимості на освітленій вулиці з нерівномірним розподілом яскравості дорожного покриття обумовлено зоровою індукцією, яка знижує функції зору за рахунок збільшення порогового контрасту, та явищем ірадіації, що спричиняє зорове зменшення розміру темного тест-об’єкта на більш світлому фоні.

Практична цінність роботи

Розроблено систему керування динамічним за спектром освітленням приміщень.

При дослідженні поля зору водіїв транспорту встановлено,

що воно в умовах присмеркового освітлення на 11-17° вужче, ніж при денному освітленні.

Теоретичні й практичні результати дисертації можуть бути використані при розробці нових нормативних матеріалів щодо зовнішнього освітлення.

Результати досліджень впливу різних режимів освітлення на стан центральної нервової системи, зорової працездатності та втомлення використані при розробці “Керівництва з проектування динамічного освітлення у виробничих приміщеннях”, під час виконання госпдоговірних науково-дослідних робіт за угодами з НДІБФ Держбуду СРСР на тему “Проведення лабораторних досліджень впливу динаміки спектру освітлення на працездатність і втомлення” та ЦНДІЕП житла на тему “Динамічне освітлення робочих місць

б

технологічної диспетчерської ДБК як фактор підвищення якості діяльності операторського складу”.

Обгрунтовано використаная металогалогенних ламп для освітлення відкритих спортивних споруд при трансляції гри по кольоровому телебаченню та виконано розрахунок освітлювальної установки стадіону на 10 тне. місць спортивної бази “Нафтохімік” у м. Кременчуг.

Результати дослідження щодо видимості об’єктів на освітлених вулицях при нерівномірному розподілі яскравості поля зору використовуються в курсі лекцій “Освітлення міст”, що викладається на кафедрі “Світлотехніка та джерела світла” Харківської державної академії міського господарства студентам спеціальності 7.090.606.

Апробація результатів роботи

Основні результати даної роботи доповідалися на НТР Науково-дослідного інституту будівельної фізики (НДІБФ) Держбуду СРСР (м.Москва), Центрального науково-дослідного та проектного інституту типового та експериментального проектування житла (ЦНДІЕП) м.Москва, Всесоюзного науково-дослідного та проектно-конструкторського світлотехнічного інституту (ВНДСІ) м.Москва, на наукових семінарах кафедр світлотехніки МЕІ та ХДАМГ, на науково-технічних конференціях, професорсько-викладацького склада ХДАМГ.

Публікації

Основний зміст дисертації надруковано у 8 наукових роботах.

Обсяг роботи

Дисертація складагться із вступу, 5 глав, висновків та додатку, містить 215 сторінок, з яких 132 сторінки друкованого тексту,

54 рисунки та 42 таблиці. Список літератури становить 138 найменувань.

Зміст роботи

У вступі стисло розглянуто сучасний стан питань наукового обгрунтування вимог до освітлення, що забезпечують людині нормальний світловий режим не тільки для виконання зорової роботи, але її гарантують фізіологічний оптимум та психофізіологічний комфорт. У ньому сформульовано головні завдання роботи та наведено коротку анотацію основних результатів, що виносяться на захист.

Глава 1. Динамічне освітлення - фактор покращення колірно-світлового середовища у виробничих приміщеннях. Аналітичний огляд.

Здійснено огляд літературних даних, що знайомлять з дослідженням працездатності та втомлення людини в умовах штучного освітлення. Показано, що поряд з безумовними досягненнями в цій області до останнього часу ще не був вирішений цілий ряд важливих питань:

1. Статичне штучне освітлення визначає одноманітність робочої обстановки протягом дня, монотонність оточення, які створюють для зорового аналізатора умови недостатньої сенсорної інформації, що призводить до розвитку гальмування у нервових центрах, які беруть участь у процесах зорового відчуття та сприймання.

2. Попередні дослідження в основному були орієнтовані на вивчення змін з боку органів зору в процесі виконання зорової роботи в умовах статичного й динамічного за рівнем освітлення приміщень. Аналіз результатів наведених у цій главі досліджень свідчить, що ефективність використаних програм динамічного за рівнем освітлення у підвищенні працездатності зорового аналізатора була неоднаковою, значення вимірюваних показників подеку-

ди не відрізнялися від пірказників статичного освітлення, відсутні обгрунтовані межі зміни рівнів освітленості.

3. Суттєві відмінності в оцінці комфортних умов освітлення одержані під час впливу спектрального складу випромінювання джерел світла на функції зору.

4. Впровадження динаміки світлового середовища - зміни інтенсивності, спектрального складу та просторового розподілу тимчасової осі являє собою прогресивний, але практично недостатньо вивчений спосіб боротьби з напруженістю та хронічною втомлюваністю людей, які проводять довгі години в монотонному інтер'єрі службових і робочих приміщень зі штучним освітленням.

Знаходячись на стадії експериментальних розробок, проблема створення динамічних за рівнем і спектром умов освітлення потребує, вирішення цілого ряду питань, у тому числі обгрунтування параметрів динаміки освітлення: рівня, спектру, швидкості й способу зміни рівня, тривалості статичних та динамічних періодів і їх співвідношення, способу регулювання спектру освітлення. В зв’язку з викладеним у роботі основними завданнями були лабораторні дослідження зорової працездатності в умовах статичного освітлення люмінісцентними лампами різного спектрального складу випромінювання і динамічного за спектром режиму освітлення та розробка системи керування динамічним освітленням.

Глава 2. Обгрунтування методів дослідження зорової працездатності та методики експериментальних даних.

У процесі трудової діяльності, до якої входить напружена зорова робота, у працюючого поступово розвивається втомлення, яке залежить від складності виконуваної роботи, а також умов освітлення. Згідно з уявленнями про трнкомпонентність почуття

втоми, її розвиток виявляється у зниженні продуктивності праці, появі суб'єктивного відчуття втоми та зміни психічного й фізіологічного стану в процесі роботи, тобто в тимчасовому зниженні працездатності організму в цілому і зорового аналізатора, зокрема.

Як функціональні тести для оцінки зорової працездатності у дисертації використані:

- при визначенні функціональної стійкості розрізняльної здатності зорового аналізатора - метод адиспаропії;

- під час дослідження залежності зорової працездатності людини від умов освітлення, що оцінюється за умовною руховою реакцією людини на світловий подразник - вимірювання часу зорово-моторної реакції;

- для оцінки динаміки працездатності протягом робочого дня - метод коректурних проб за таблицями В.Я.Анфімова;

- комфортність умов освітлення при різних видах динамічного за рівнем і спектром освітлення - за суб’єктивними оцінками спостерігачів.

Порядок обробки експериментальних даних передбачав обчислення арифметичного середнього (х) , квадратичного відхилення (<т) та середньої квадратичної помилки (ш) . Рівень значущості (Р.) різниць між середніми арифметичними величинами

функції для порівнювання умов освітлення визначався за таблицями Фішера. Методом експертних оцінок проводили обчислення коефіцієнта узгодженості (конкордації) досліджуваних у самооцінці ступеня впливу умов освітлення на характеристики уваги, темпу і якості роботи, самопочуття і настрою.

Глава 3. Програма і результати проведення лабораториях експериментів.

Проведення експериментів передбачало дослідження правоздатності, стану нервової системи та втоми в умовах адаптації людини до статичного освітлення люмінісцентшіми лампами типу ЛБ і ЛД і динамічного за спектром освітлення на робочих місцях досліджуваних при статичному та всіх фазах динамічного освітлення. Рівень освітленості був незмінним у межах 500 лк на горизонтальній поверхні, де виконувалась коректурна проба, а на панелі виносного блоку сигналів рефлексометра - 440 лк. Рівень вертикальної освітленості, де розміщувався тест-об'ект для визначення функціональної стійкості розрізняльної здатності зорового аналізатора, складав 380 лк. Адаптація досліджуваних до статичних і динамічних умов освітлення, а також до процедури проведення експериментів відбувалася протягом двох тижнів.

Вимірювання досліджуваних показників: ахроматичної

адиспаропії, латентних періодів простої та диференційованої реакції, коефіцієнтів точності й працездатності проводилося 6 разів протягом робочого дня через кожні 1,5 години при виконанні зорової роботи III розряду. Перед перервою і наприкінці робочого дня здійснювали самооцінку досліджуваними ступеня впливу колірно-світлового середовища на увагу, якість та темп роботи, самопочуття й настрій.

Зміни протягом робочого дня показників працездатності при статичному й динамічному за спектром освітленні наведені на рис.1.

Стан функцій, які досліджуються, під час виконання зорової роботи характеризується абсолютними (або відносними) .гна

сек

Зо

¡s

£$

я # «*»

ч .....

\ V

\ ■'

\ \ У f

ч _ ^ і

Uw. <0” <lí0 JV* \b

a)

ПЄІК

SiO

í99

<70

/їЛа

/ /І / /

*

’V, . "• * • —

І і

в)

(60

До

пп

\ S N

\/ -

¿Г\~ А- ^ 0 ш* ч -

і S' / У \ ч

: t

10

Um. 10й* «,e 12** ikm 1S

6)

it

KM

a« Sw

7C0

Ш

$6G\

Рис. І Показники працездатності пр» статичному й динамічному за спектром освітленні: ' .

а) час ахроматичної аднспарипії;

б) латентний період простої реакції;

в) латентнії» період диференційної реакції;

г) коефіцієнт точності коректурної проби;

д) коефіцієнт працездатності коректурної проби.

статичне освітлення лампами типу ЛБ; статичне освітлення лампами типу ЛД; динамічне освітлення.

ÜÜ. “«*• їізв ііі0 Й*’ (5,в

д)

ченнями, направленістю та ступенем їх зміни протягом робочого дня. Аналіз графіків показує, що за спрямованістю змін досліджуваних функцій (часу адиспаропії та латентних періодів реакцій) значної різниці між оцінюваними умовами освітлення не внявлено. Зміна часу адиспаропії характеризується зниженням абсолютних значень протягом робочого дня для статичних режимів освітлення. В умовах динамічного за спектром освітлення зниження часу адиспаропії спостерігається тільки після першої години роботи.

Латентний період простої та диференційованої реакції протягом робочого дня у статичних умовах освітлення практично не змінюється, тобто збільшення середніх значень щодо початкового рівня не перевищує встановленого рівня значущості. При освітленні робочих місць лампами типу ЛБ відзначався помітний підйом латентного періоду диференційованої реакції перед перервою, проте протягом другої половини дня середні значення цього показника знаходилися на рівні вихідної величини.

В умовах динамічного освітлення змінюється спрямованість латентного періоду простої реакції та помітне зниження абсолютної величини показника після першої години роботи. Латентний період диференційованої реакції за умов динамічного освітлення практично не змінюється, але абсолютна величина його порівняно зі статичними умовами значно менша.

Спрямованість і ступінь зміни коефіцієнта працездатності в умовах статичного і динамічного освітлення практично однакові, але середні арифметичні значення його при освітленні люмініс-центними лампами типу ЛБ значно нижчі, ніж люмінісцентнимн лампами типу ЛД. В умовах динамічного освітлення коефіцієнт працездатності вищий, ніж в умовах статичного освітлення, і ха-

рактернзується збільшенням наприкінці роботи відносно початкового рівня.

Коефіцієнт точності в умовах статичного і динамічного за спектром освітлення протягом робочого дня практично не змінюється.

Одержані в результаті експериментів кількісні значення окремих функцій та їх зміна протягом робочого дня дають змогу зробити висновки про стан процесів втомлення та працездатності людини при виконанні зорової роботи в різних за спектром умовах освітлення. Показником зорової втоми є зміна ахроматичної адиспаропії. За ступенем зміни цього показника з досліджених режимів освітлення більш сприятливим є динамічний за спектром режим. Зіставлення умов освітлення за величиною латентного періоду простої і диференційованої реакції свідчить, що найменші значення цього показника здобуті в умовах динамічного освітлення. Більш високий рівень роботи зорової системи при динамічному за спектром освітленні виявляється і в результатах проведення коректурної проби.

Перевага динамічних умов освітлення, виявлена за психофізіологічними показниками стану зорового аналізатора і нервової системи, підтверджується суб’єктивною оцінкою досліджуваних за такими характеристиками: увага, темп і якість роботи, самопочуття та настрій.

Отже внаслідок проведених експериментальних досліджень показано, що за об’єктивними характеристиками функціонального стану зорового аналізатора та нервової системи, працездатності, а також за суб’єктивною оцінкою ступеня впливу умов освітлення

більш сприятливим слід вважати динамічний за спектром режим освітлення.

Глава 4. Розробка системи динамічного освітлення.

Розроблена система динамічного керування освітленням призначена для використання у виробничих та лабораторних приміщеннях без природного світла з метою відтворення динаміки сонячного освітлення.

Система динамічного керування освітленням являє собою освітлювальну установку, яка складається з групи люмінісцентшіх ламп різного спектрального складу. Джерела світла з’єднані з джерелами живлення груповими або індивідуальними комутаційними елементами - комутаторами. Керуючі входи комутаторів підключені до формувача сигналів керування за допомогою програмного пристрою, який керується формувачем часових інтервалів ./рис. 2/. Групи джерел світла формуються з ламп однакового спектра, наприклад, ламп білого світла- ЛБ, ламп денного світла - ЛД, ламп холодно-білого світла - ЛХБ, ламп тепло-білого світла - Л'ГБ. Кожна група має певну кількість джерел світла, до того ж лампн одного спектра розподілені за світловими модулями. Система динамічного керування освітленням працює в режимі дискретного перемикання груп люмінісцентшіх ламп, тобто різного спектрального складу випромінювання у світлових модулях. Враховуючи цей фактор, вимикання ламп однієї групи і вмикання іншої групи робиться з мінімальною кількістю комутації!.

У світлових модулях використано типові світильники з введенням у мережу живлення кожної лампи як комутатора тиристорного ключа, виконаного на симетричному тиристорі. Особливістю підключення лампи в даному випадку є. те, що симістЬр

ввод

програми

Пй /IX. Б (А ТБ] Л5

ігр ! 2гр

ігР [*т> ігр \ 2тр —1 К 1 К 1

"1 К 1 К 1 к 1 К 1

. , 1

Ороїр амнии пристрі и

Форму 8лч </я о О і их і у ¡пер &СІАІ І 4>оръуёа'{ сиг наліІ упраёл і пня

Програмним блок

Рис .2 Структурна схема системи динамічного керування освітленням.

встановлюється між схемою лампи та нульовим проводом. Керуючий електрод симістора за допомогою обмежуючого резистора з’єднаний з шшюю керування. Шини керування є індивідуальними для кожної спектральної групи ламп. Враховуючи, іцо прі; перемиканні груп люмінісцентних ламп повинна бути мінімальна кількість комутацій, у системі динамічного керування освітленням передбачено застосування напівпровідникових стартерів чекаючого запалення. Напівпровідникові стартери забезпечують запалення люмінісцентних ламп з першої спроби після попереднього підігрівання електродів протягом 1,5 - 2 сек.

Фазові виводи люмінісцентних ламп у світлових модулях комутуються з урахуванням рівномірності під час живлення від трьохфазної мережі.

Шини керування спектральних груп від світлових модулей підводяться до входу програмного пристрою. В основі програмного пристрою покладено електромагнітний комутатор, зібраний на базі крокового шукача. Комутатор керується формувачем часових інтервалів. Оскільки програмний пристрій, формувач часових інтервалів, формувач сигналів керування схемно и логічно зв’язані, ці пристрої об’єднані в загальному програмному блоці.-

За основу програмного пристрою прийнято лічильно-комутаційний пристрій, що забезпечує перемикання керуючих кіл світлових модулей через задані інтервали часу, причому вибір модуля здійснюють за заздалегідь введеною програмою. Таблиці кодування програм, описання схем програмного блока та розрахунок пристрою керування системного чекаючого запалення наведено у відповідних параграфах цієї глави.

Глава 5. Дослідження видимості об’єктів при малих яскравостях адаптації.

Людина вирішуючи зорове завдання виявлення, розпізнен-ня або впізнання об’єкта, аналізує певний простір навколишнього світу. Результатом цього аналізу е прийняття конкретного рішення, шо базується на досвіді вирішення подібних завдань або на основі заздалегідь заданих інструкцій.

Особливістю роботи зорового аналізатора водія механізованого транспорту є те, що він знаходиться у стані руху і умови роботи зорового апарату визначаються не тільки рівнем яскравості дорожного покриття, яке діє на його око в дану мить, характеристиками об’єкта, що підлягає виявленню та розрізненню, але й рівнем попередніх випромінювань. Тривалість процесу фіксації оком об’єкта вдень складає. 0,2 сек, тоді як вночі вона підвищується до 0,33 сек. Протягом цього часу у зоровий цент]; мозку людини передається зображення ділянки зовнішнього світу з більш-менш обмеженим полем навколо оптичної осі ока.

Найбільш широко у світлотехніці та фізіологічній оптиці відомі досліди характеристик ока, здійснені Р.Блекулем, В.В.Мєшковнм,. А.В.Луїзовим, С.В.Кравковим. Результати їх досліджень і сьогодні використовуються при розв’язанні окремих практичних завдань, зв’язаних із зоровою роботою людини.

Вказані автори на грунті експериментальних даних одержали емпіричні формули, які зв’язують між собою порогові характеристики зорового процесу / к п 0 р , /п /, кутовий розмір

об’єкта виявлення та яскравість фону. У більшості випадків ці залежності здобуті для зорової роботи в умовах виявлення рів-нояскравпх об’єктів найпростіших форм на рівнояскравому фоні

при фіксації їх у центрі поля зору.На практиці ж, у тому числі в зовнішніх освітлювальних установках, робота зорового аналізатора відбувається на фоні з нерівномірним розподілом яскравості і об’єкти розрізнення можуть знаходитися у будь-якій частині поля

Для створення повної функціональної моделі зорової працездатності при нерівномірному розподілі яскравості слід враховувати процеси зору як у межах центральної частини поля зору, так і на периферійних ділянках, оскільки негативний вплив нерівномірності яскравості пояснюється індуктивною дією периферії ноля зору, яскравість якої відрізняється від яскравості центру, та пе-реадаптацію з однієї яскравості на іншу.

Сказане вище дає змогу сформулювати завдання з дослідження видимості об’єктів на освітлених вулицях з малими яскра-востями адаптації /"’присмерковий зі])/ і нерівномірністю її розподілу.

Для оцінки світлотн випромінювання несталих зорових процесів введено поняття ефективної яскравості і запропоновано методику її розрахунку за значеннями середньої габаритної яскравості дорожнього покриття:

що впливає на око;

/2 ‘ координати часу зорового відчуття.

Миттєве значення габаритної яскравості гіри розподілі ділянки дорожного покриття між двома світильниками на N зон,

зору.

(1)

Де

- функція миттєвих значень яскравості випромінювання,

у межах яких яскравість покриття можна прижати сталою, для першої зони дорівнює

cos\//lJ(oi +Jí1//_///cos^lt/w,+...-bJZJÍ*'lb/: cosy/lü(ol

LÁ¡)\ =1-------------------------------i----------------------------------------• (2)

I cosi¡/xda>{

s

Через деякий проміжок часу, що визначаться швидкістю руху, до центральної частини поля лору потрапляє, наступна зона "2" ділянки 1-

II, габаритна яскравість якої визначається аналогічно (2):

cos у/,і!(о, + І ІІІ~Ш eos і//2с/й), .+Jcos y/,dco2

Lr 0) 2 = -i;--------------------*-----5----------------------------------------.(3)

I COS І//г(1(0г

s

і для останньої зони:

І L¡úu cos ц/ N (ho к + J cos у/ w dea /V +...+]" eos y s do) N

M0,v ;------------------5---------------------<4).

j cosy/Nd(üN

s

Підсумовуючи ліві ft праві частини формул (2) - (4), для Lr{t)

маємо:

L,(/), + Lr(t)2 +..-+L,(r) v = -—¡-----------\(L\-U + L{~" +...+^;;/)|cos ц/dco +

j COS \¡/A(Ü s

s

+(Ц! Ш + ll[~ui +.. .+L^m) J cos if/d(0+... +

•s ч , (5)

+ L(,*_1)_* +.. ,+Ziy rl*~* cos у/dco I

.s

Проведені розрахунки свідчать, що яскравість в окремих точках дорожного покриття, які знаходяться на відстані від спостерігача більше ЗО м, практично не залежать від положення останнього.

Тому в першому наближенні можна взяти:

г/-//

II-НІ _ _ т{к-\)-к

11-111 _ _ ^ А _

...= иг } =и.

(б)

(7)

і так далі. Отже:

¿М 0 = ІА- сю

і і

За таких умов вирішено завдання визначення еквівалентного контрасту при сприйнятті об'єкта на фоні з нерівномірним розподілом яскравості.

На основі аналізу рівняння В.В.Мешкова для величини порогового контрасту встановлена аналітична залежність видимості від ступеня рівномірності розподілу яскравості дорожного покриття та величини яскравості об'єкта у вигляді:

1 + 0,35

1^-,

І ь-ь

V У

+ 0,01

(9)

Достатньо задовільний збіг експериментальних даних і розрахованих значень видимості за наведеною залежністю свідчить про ЇЇ необхідність для практичних цілей.

Проведені розрахунки показали, ідо видимість великою мірою залежить від рівня нерівномірності розподілу яскравості дорожного покриття. Ця залежність у відносних одиницях передається такими даними: '

За наведеною вище методикою розрахунку можна визначити зниження видимості як при поздовжній, так і при поперечній нерівномірності розподілу яскравості. Розрахунки показали, що в окремих випадках поперечна нерівномірність розподілу яскравості дорожного покриття може призвести до повної втрати видимості.

На основі експериментальних досліджень встановлено, що в умовах вечірнього й нічного зовнішнього освітлення відбувається

звуження поля зору водіїв транспорту на 11-17°. Вимірювання часу реакції різних ділянок сітківки показує, що з віддаленням тест-об'єкта від центру до периферії для ділянок - поля зору, розташованих нижче горизонту, є зони максимума й мінімума реакції. Величина часу реакції мінімальна для периферичних скроневих напрямків і для ділянок, що охоплюють центральну частину

поля зору. В зоні від ЗО до 50и та в центрі поля зору до 10° абсолютні значення часу реакції підвищуються.

Дослідження залежності видимості об'єктів за умов сутінкового освітлення від спектрального складу джерел випромінювання показують, що хоч світло натрієвих ламп високого тиску суб'єктивно сприймається як більш темне, а металогалогеннпх ламп - як більш світле. Значного впливу цих джерел світла на зорові функції не виявлено, тобто спектральний склад випромінювання газорозрядних ламп суттєвого значення для видимості об'єктів не має.

Висновки

Основні результати роботи такі:

1. Розроблено лабораторні установки для експериментальних досліджень показників зорової працездатності в режимах ста-

тичного й динамічного за спектром освітлення і пороговых характеристик зорового процесу іі умовах нерівномірного розподілу та малих рівнів яскравості адаптації.

2. Проведено експериментальні дослідження впливу умов освітлення на стан центральної нервової системи, зорової працездатності і втоми, показано також сприятливий вплив динамічного за спектром освітлення.

3. Розроблено систему керування динамічним освітленням для виробничих та інших приміщень з відсутнім сонячним світлом для відтворення динаміки останнього.

4. Виконано експериментальні дослідження видимості об'єктів у лабораторних умовах та діючій установці зовнішнього освітлення при нерівномірному розподілі яскравості поля зору.

5. Одержано залежності порогової різниці яскравості виявлення об'єктів і видимості на нерівно яскравому фоні від середньої яскравості об'єкта та його кутового розміру. Показано, що при нерівномірному розподілі яскравості дорожного покриття погіршення видимості обумовлено зменшенням кутового розміру об'єкта, що сприймається, і підвищенням порогового контрасту за рахунок індуктивного впливу нерівномірності.

. 6. Одержано формули, що дозволяють визначати видимість

об'єкта за наявності як поздовжньої, так і поперечної нерівномірності розподілу яскравості дорожного покриття.

7. Проведено експериментальні дослідження залежності видимості об'єктів від спектрального складу випромінювання газорозрядних ламп високого тиску типу ДРЛ, ДРІ, ДНаТ. Показано, що в установці зовнішнього освітлення при малих рівнях яскра-

вості адаптації спектральний склад випромінювання цих джерел світла суттєвого впливу на видимість об'єктів не справляє.

8. Проведено експериментальні дослідження меле поля зору водіїв транспортних засобів в умовах сутінкового зору та часу зорово-моторної реакції за полем зору. Здобуті результати можна використати для оцінки далекості видимості об'єктів, що знаходяться на різних ділянках поля зору.

9. Теоретичні й експериментальні результати дисертаційної роботи можна також використати при проектуванні освітлювальних установок виробничих та інших приміщень з відсутнім природним світлом, при нормуванні й проектуванні установок зовнішнього освітлення міст та населених пунктів.

Основний зміст роботи відображено в таких публікаціях:

Інструкційно-нормативна література:

Руководство по проектированию динамического освещения в производственных помещениях. Коллектив авторов. /НИИС Госстроя СССР, М., Стойнздат, 1980.

Статті:

Гаврилов П.В., Дьяков Е.Д., Салтыков В.А., Экельман Д. Р. Реконструкция осветительной установки конференц-зала пресс-центра в 'г.Донецке. / /'"Светотехника", 1976, №5.

-Беляева Н.М., Аверьянов В.А., Салтыков В.А. Динамическое освещение производственных помещений - резерв экономии электроэнергии.//"Промышленное строительство", 1983, №3,

с.38-39.

Овчинников А.Г., Соколов В.Ф., Салтыков В.А., Харченко В.Ф. Система регулирования мощности источников света в кас-

каде наружного освещения.,''/"Жилищное и коммунальное хозяйство", 1993, Л?7, с.30-32.

Салтыков В.А., Соколов В.Ф. О новых системах автоматического контроля й управления установками наружного освещения городов.//В республиканском межведомственном научнотехническом сборнике "Коммунальное хозяйство городов". -Киев: Техника, 1995, выпуск 4, С.2Н-29.

Салтыков В.А. Применение металлогалогенных и натриевых ламп высокого давления в установках наружного освещения.//ИЛ №11 -94, ЦНТИ, г.Харьков, 1994.

Тезиси доловив;

Лесная О.И., Салтыков В.А. Исследование влияния динамического освещения на работоспособность и утомление./'/Тезисы докладов XXVII научно-технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников ХИИГХ. - Харьков: ХИИГХ, 1994.

Салтыков В. А. Исследование границ поля зрения водителей механизированного транспорта в условиях малых яркостей адаптации.//Тезисы докладов XXVII научно-технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников ХИИГХ. -Харьков: ХИИГХ, 1994.

Saltikov V.A. Research on visual capacity for work in tlie conditions of dynamic illumination of premises and visibility under small brightness of adaptation. Manuscript. '

Thesis submitted . for a degree of Candidate of Science (Techn.) speciality 05.09.07 - the lighting engineering and sources of light., the Kharkov States Municipal Academy, Kharkov, 1996.

The results of the. study to be presented for the defence include: visual capacity for work and functional stability of

distinctive capacity oi' visual analyzer in the conditions of static and dynamic illumination, taking into account its spectrum; visibility under irregular distribution of visual field brightness and smal brightness of adaptation; the effect of spectrum composition of the radiation of sources of light oil the speed of visual perception of objects in the illuminated streets and boundaries of visual field by drivers in the evening regime of lighting. The results of the thesis have been presented in 8 scientific publications.

Салтыков В.А. Исследование зрительной работоспособности в условиях динамического освещения помещений и видимости при малых яркостях адаптации.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.07 - светотехника и источники света, Харьковская государственная академия городского хозяйства, Харьков, 1996.

На защиту выносятся результаты исследования: зрительной работоспособности и функциональной устойчивости различительной способности зрительного анализатора в условиях статического и динамического по спектру освещения;видимостн при неравномерном распределении яркости поля зрения и малых яркостях адаптации; влияния спектрального состава излучения источников света на скорость зрительного восприятия объектов на освещенных улицах и границ поля видимости водителями транспорта в вечернем режиме освещения. Результаты диссертации изложены в 8 научных трудах.

Ключові слова: зоровий аналізатор, зорова працездатність, видимість, адаптація, яскравість, поле зору, динаміка спектру освітлення.