论文部分内容阅读
[摘要]本文主要通过测量高速列车灯具照度，进行分析计算不同色温、不同环境下的平均照度值及照度均匀度，得出高速列车照明系统研究方向，为优化照明设计、提升旅乘舒适度提供参考。
[关键词]高速列车照度色温舒适度
中图分类号：TB853.1+7 文献标识码：TB 文章编号：1009―914X（2013）31―0593―02
1、前言
列车车内照明技术是一种基于内装界面，对车内各区域提供功能照明及环境照明，能够满足旅客在旅程中阅读、休息、聊天等照明需求，美化乘车环境，提升旅客的舒适度的技术。
“十一五”期间，列车车内照明技术的研究经历了三个阶段：荧光灯照明；LED灯具开发使用；LED照明技术提升阶段。为了提升列车车内照明质量，在选定列车上进行了不同色温、不同环境下的平均照度值及照度均匀度，得出高速列车照明系统研究方向，为提升旅乘的舒适度提供参考。
2、照度测量分析
为了完成照度测量分析，我们选定某系列高速列车4辆车，分别定义为2号车、3号车、4号车和8号车。
2.1 名词术语
2.1.1照度（平面照度）：光源照射在被照物体单位面积上的光通量。
式中：E——平面照度；lx；
——光通量；lm；
——面积； 。
2.1.2 水平照度：水平面上一点的照度。
2.1.3 照度均匀度：
给定平面上照度变化的度量。照度均匀度可用下列方法中的一种表示：
a.最小与平均照度之比；
b.最小与最大照度之比。
2.2测量仪器：ST-80C系列照度计。
2.3测量条件
2.3.1车辆空载并在动调库内供电状态。
2.3.2测量在夜间进行，测量时车内照明光源全部开启。外界光源可以完全忽略。
2.3.3测量开始前，灯具累计点燃超过5min，新更换的光源，累计点燃150h。
2.3.4测量时电压不低于额定电压。
2.4测量要求
2.4.1用照度计测量先选用大量程，然后根据测量值由大到小逐步选用合适量程。
2.4.2测量中人员必须固定在原地，不得来回走动。
2.4.3测量时将照度计的感光元件水平放于规定位置，待照度计数值变化趋于稳定后方可读数。
2.4.4每一测量点连续读2~3个数值，取其算术平均值作为该点的水平照度值。
2.5测点位置及数量
测点位置（详见附图）完全符合以下要求。
2.5.1客室照明测量位置
在每个座椅纵向中心线，距靠背前方0.6m，距地板面0.8m处测量。
2.5.2通过台
在通过台中心，及两翻板中心上方距地板0.8m处测量，共测三处。
2.5.3小走廊
在小走廊光源下距离地板0.8m处测量一处。
2.5.4厕所
在厕所中心位置距离地板1.5m处测量一处。
2.6测量结果的计算
2.6.1平均照度值的计算
2.6.1.1各部位的平均照度值用下式计算：
式中：E——平均照度值；lx；
——各测点的测量照度值；lx；
——测点数。
2.6.2照度均匀度的计算公式
式中： ——照度均匀度；
——各测点的最低照度值；lx；
E——平均照度值；lx。
2.7测量报告
2.7.1测量车型灯具：2号车和4号车的灯具色温为3200K，3号车的灯具色温为2700K的灯具，8车的灯具色温为4500K。
2.7.2平均照度值与照度均匀度
根据以上测量要求进行了水平照度测量，经过计算得出平均照度值（E）和照度均匀度（J），通过车辆各部位平均照度与照度均匀度曲线进行了对比。
2.7.2.1客室平均照度与照度均匀度计算表及曲线
工况
测点 2车（色温3200K） 3车（色温2700K） 4车（色温3200K） 8车（色温4500K）
E 182 110 162 189
F 324 197 344 372
G 210 111 146 197
H 166 120 196 199
I 350 216 373 427
J 292 112 209 244
K 234 117 198 198
L 324 218 380 419
M 230 114 191 225
N 236 115 193 181
O 255 199 335 364
P 247 114 191 196
3050 1743 2918 3211
E 254 145 243 268
J 0.65 0.76 0.60 0.68
客室平均照度与照度均匀度计算表
客室照度分布曲线
2.7.2.2一位端平均照度与照度均匀度计算表及曲线
工况
测点 2车（色温3200K） 3车（色温2700K） 4车（色温3200K） 8车（色温4500K）
A 199 227 217 234
B 145 147 155 205
C 262 235 268 284
D 161 191 170 192
767 800 810 915
E 192 200 203 229
J 0.76 0.74 0.77 0.84
一位端平均照度与照度均匀度计算表
一位端平均照度分布曲线
2.7.2.3二位端平均照度计算表及曲线
工况
测点 2车（色温3200K） 3车（色温2700K） 4车（色温3200K） 8车（色温4500K）
Q 165 191 190
R 232 269 294
S 192 187 205
U 243 176 256 275
V 230 200 382 268
W 249 193 203 215
X 212 198 218
1523 569 1686 1665
E 218 190 241 238
J 0.76 0.93 0.78 0.80
二位端平均照度与照度均匀度计算表
二位端平均照度分布曲线
3、测量结果评价
3.1 平均照度：色温对平均照度有一定影响但是很有限；色温2700K的灯具很难满足客室照度标准要求（标准要求≧150 lx）。
3.2照度均匀度：受车辆段面影响，高速列车车内照明灯具布置单一化，简单化，不存在其他灯光补充，因此，均匀度不高。虽然客室平均照度达到240 lx以上，但是部分位置刚满足标准要求（标准要求≧150 lx）。
4、照明系统研究方向
通过高速列车照度测量分析得出，照明系统研究要从旅乘的舒适性入手，在灯具布置、色温、调光控制三个方面上进行了深入研究。采用不同的照明灯具配合不同的功能区域，不同的照明色温配合不同档次的车厢，配合阅读灯满足个人的功能照明需求等手段来提升舒适性指标，使得照明光源布置更合理。
附图：
2号车测试分布点
3号车测试分布点
4号车测试分布点
8号车测试分布点
参考文献
[1] 吕亮等.发光二极管国家光度标准的研究.现代计量测试，2002.
[2] 北京照明学会委员会编照明设计手册 中国电力出版社 199
[关键词]高速列车照度色温舒适度
中图分类号：TB853.1+7 文献标识码：TB 文章编号：1009―914X（2013）31―0593―02
1、前言
列车车内照明技术是一种基于内装界面，对车内各区域提供功能照明及环境照明，能够满足旅客在旅程中阅读、休息、聊天等照明需求，美化乘车环境，提升旅客的舒适度的技术。
“十一五”期间，列车车内照明技术的研究经历了三个阶段：荧光灯照明；LED灯具开发使用；LED照明技术提升阶段。为了提升列车车内照明质量，在选定列车上进行了不同色温、不同环境下的平均照度值及照度均匀度，得出高速列车照明系统研究方向，为提升旅乘的舒适度提供参考。
2、照度测量分析
为了完成照度测量分析，我们选定某系列高速列车4辆车，分别定义为2号车、3号车、4号车和8号车。
2.1 名词术语
2.1.1照度（平面照度）：光源照射在被照物体单位面积上的光通量。
式中：E——平面照度；lx；
——光通量；lm；
——面积； 。
2.1.2 水平照度：水平面上一点的照度。
2.1.3 照度均匀度：
给定平面上照度变化的度量。照度均匀度可用下列方法中的一种表示：
a.最小与平均照度之比；
b.最小与最大照度之比。
2.2测量仪器：ST-80C系列照度计。
2.3测量条件
2.3.1车辆空载并在动调库内供电状态。
2.3.2测量在夜间进行，测量时车内照明光源全部开启。外界光源可以完全忽略。
2.3.3测量开始前，灯具累计点燃超过5min，新更换的光源，累计点燃150h。
2.3.4测量时电压不低于额定电压。
2.4测量要求
2.4.1用照度计测量先选用大量程，然后根据测量值由大到小逐步选用合适量程。
2.4.2测量中人员必须固定在原地，不得来回走动。
2.4.3测量时将照度计的感光元件水平放于规定位置，待照度计数值变化趋于稳定后方可读数。
2.4.4每一测量点连续读2~3个数值，取其算术平均值作为该点的水平照度值。
2.5测点位置及数量
测点位置（详见附图）完全符合以下要求。
2.5.1客室照明测量位置
在每个座椅纵向中心线，距靠背前方0.6m，距地板面0.8m处测量。
2.5.2通过台
在通过台中心，及两翻板中心上方距地板0.8m处测量，共测三处。
2.5.3小走廊
在小走廊光源下距离地板0.8m处测量一处。
2.5.4厕所
在厕所中心位置距离地板1.5m处测量一处。
2.6测量结果的计算
2.6.1平均照度值的计算
2.6.1.1各部位的平均照度值用下式计算：
式中：E——平均照度值；lx；
——各测点的测量照度值；lx；
——测点数。
2.6.2照度均匀度的计算公式
式中： ——照度均匀度；
——各测点的最低照度值；lx；
E——平均照度值；lx。
2.7测量报告
2.7.1测量车型灯具：2号车和4号车的灯具色温为3200K，3号车的灯具色温为2700K的灯具，8车的灯具色温为4500K。
2.7.2平均照度值与照度均匀度
根据以上测量要求进行了水平照度测量，经过计算得出平均照度值（E）和照度均匀度（J），通过车辆各部位平均照度与照度均匀度曲线进行了对比。
2.7.2.1客室平均照度与照度均匀度计算表及曲线
工况
测点 2车（色温3200K） 3车（色温2700K） 4车（色温3200K） 8车（色温4500K）
E 182 110 162 189
F 324 197 344 372
G 210 111 146 197
H 166 120 196 199
I 350 216 373 427
J 292 112 209 244
K 234 117 198 198
L 324 218 380 419
M 230 114 191 225
N 236 115 193 181
O 255 199 335 364
P 247 114 191 196
3050 1743 2918 3211
E 254 145 243 268
J 0.65 0.76 0.60 0.68
客室平均照度与照度均匀度计算表
客室照度分布曲线
2.7.2.2一位端平均照度与照度均匀度计算表及曲线
工况
测点 2车（色温3200K） 3车（色温2700K） 4车（色温3200K） 8车（色温4500K）
A 199 227 217 234
B 145 147 155 205
C 262 235 268 284
D 161 191 170 192
767 800 810 915
E 192 200 203 229
J 0.76 0.74 0.77 0.84
一位端平均照度与照度均匀度计算表
一位端平均照度分布曲线
2.7.2.3二位端平均照度计算表及曲线
工况
测点 2车（色温3200K） 3车（色温2700K） 4车（色温3200K） 8车（色温4500K）
Q 165 191 190
R 232 269 294
S 192 187 205
U 243 176 256 275
V 230 200 382 268
W 249 193 203 215
X 212 198 218
1523 569 1686 1665
E 218 190 241 238
J 0.76 0.93 0.78 0.80
二位端平均照度与照度均匀度计算表
二位端平均照度分布曲线
3、测量结果评价
3.1 平均照度：色温对平均照度有一定影响但是很有限；色温2700K的灯具很难满足客室照度标准要求（标准要求≧150 lx）。
3.2照度均匀度：受车辆段面影响，高速列车车内照明灯具布置单一化，简单化，不存在其他灯光补充，因此，均匀度不高。虽然客室平均照度达到240 lx以上，但是部分位置刚满足标准要求（标准要求≧150 lx）。
4、照明系统研究方向
通过高速列车照度测量分析得出，照明系统研究要从旅乘的舒适性入手，在灯具布置、色温、调光控制三个方面上进行了深入研究。采用不同的照明灯具配合不同的功能区域，不同的照明色温配合不同档次的车厢，配合阅读灯满足个人的功能照明需求等手段来提升舒适性指标，使得照明光源布置更合理。
附图：
2号车测试分布点
3号车测试分布点
4号车测试分布点
8号车测试分布点
参考文献
[1] 吕亮等.发光二极管国家光度标准的研究.现代计量测试，2002.
[2] 北京照明学会委员会编照明设计手册 中国电力出版社 199