Schwellenuntersuchung zur physiologischen Blendung für ortsfeste Straßenbeleuchtung : Weiterentwicklung der TI-Formel für nasse und trockene Straßen

Walkling, Andreas GND

Die vorliegende Arbeit beinhaltet eine grundlegende Untersuchung zur physiologischen Blendung für ortsfeste Straßenbeleuchtung und leistet einen Beitrag zur Verbesserung der Sichtbarkeit im nächtlichen Straßenverkehr. Die damit verbundene Förderung der Verkehrssicherheit kann die nächtlichen Verkehrsunfälle reduzieren helfen. Die Ergebnisse zeigen, dass im Blendungsfall die Komponente der Kontrastminderung die Leuchtdichteunterschiedsschwelle stärker beeinflusst als die Komponente der gleichzeitig auftretenden Netzhautaufhellung. Eine Abhängigkeit der Unterschiedsschwelle mit Blendungsschleier wird von der Darbietungsart ebenso nachgewiesen. Ein Vergleich mit Schwellenwerten von Blackwell/Adrian ergibt keine Übereinstimmung aufgrund der dort fehlenden physikalischen Wirkung des Blendungsschleiers. Aus dem Schwellenmodell nach Narisada und den eigenen Messdaten lassen sich erstmals neuartige, erweiterte TI-Formeln für foveales und peripheres Sehen ableiten. Damit ist es möglich, die Blendung korrekter quantitativ zu erfassen, weil einerseits die stärker wirksame Kontrastminderung einbezogen wird und weil andererseits die neuen Blendungsformeln von der Hintergrundleuchtdichte eines Hindernisses im Bewertungsfeld abhängen, wodurch die insbesondere auf nasser Straße vorhandene inhomogene Leuchtdichteverteilung genauer einberechnet wird.

This work includes basic research focusing on the disability glare caused by fixed road lighting on wet and dry roads, and contributes to the improvement of visibility during night-time driving. Such promotion affiliated with road safety can help to reduce the amount of traffic incidences that occur at night. The literature review shows a considerable gap regarding the failure to take into account perceived luminance contrast reduction from veiling, caused by disability glare (also known as the physical effect of the veiling or masking effect), in road lighting standards. Until now, the TI-Formula of a threshold value increase has been assumed without this effect. Therefore, the true viewing conditions are not accurately reflected and can lead to misjudgments in glare evaluation. An experimental apparatus making it possible to investigate the influence of perceived contrast reduction from veiling on threshold measurements was developed. Adaptation level, observation time and performance type (i.e. foveal or peripheral vision) were used as influencing variables. It was first proven that NarisadaÕs original study for threshold measurement with veiling from 1977 is replicable and reliable. From there, his experimental results can be confirmed. The results show that, in the case of glare, the components of the reduced contrast of the luminance difference threshold have a stronger influence than the components on the simultaneously occurring retinal illumination. Dependency of the difference threshold with the veiling is also proven from the performance type. Due to the lack of physical effects of the veiling luminance, there is no match when comparing the threshold values from Blackwell/Adrian to the underlying threshold measurement. From NarisadaÕs threshold model and oneÕs own measuring data, extended TI-Formulae can be derived in terms of foveal and peripheral vision. Thus, it is possible to detect the correct glare more quantitatively since the physical effect of veiling luminance is taken into account. The newly developed glare formula is also dependent on the background luminance of an obstacle in the assessment field, in which the existing inhomogeneous luminance distribution, especially on wet roads, is more accurately taken into account.

Die vorliegende Arbeit beinhaltet eine grundlegende Untersuchung zur physiologischen Blendung für ortsfeste Straßenbeleuchtung und leistet einen Beitrag zur Verbesserung der Sichtbarkeit im nächtlichen Straßenverkehr. Die damit verbundene Förderung der Verkehrssicherheit kann die nächtlichen Verkehrsunfälle reduzieren helfen. Aus der Literaturrecherche ist ersichtlich, dass die Nichtberücksichtigung einer zugleich wahrgenommenen Kontrastminderung durch einen Schleier infolge Blendung (auch physikalischer Effekt des Blendungsschleiers genannt) in der Straßenbeleuchtungsnorm eine erhebliche Lücke darstellt. Bisher geht man bei der TI-Formel von einer Schwellenwerterhöhung ohne diesen Effekt aus, die daher die tatsächlichen Wahrnehmungsbedingungen weniger exakt widerspiegelt und bei der Blendungsbewertung zu Fehlurteilen führt. Es ist eine Versuchsapparatur entwickelt worden, die es ermöglichte, den Einfluss dieser Kontrastminderung bei der Schwellenmessung zu untersuchen. Als Einflussgrößen wurden das Adaptations- bzw. Blendungsniveau, die Darbietungsdauer und -art verwendet. Es wird erstmals nachgewiesen, dass der Ur-Versuch von Narisada aus dem Jahre 1977 zur Schwellenmessung mit äquivalentem Blendungsschleier replizierbar und verlässlich ist. Sein gefundenes experimentelles Ergebnis kann daher bestätigt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass im Blendungsfall die Komponente der Kontrastminderung die Leuchtdichteunterschiedsschwelle stärker beeinflusst als die Komponente der gleichzeitig auftretenden Netzhautaufhellung. Eine Abhängigkeit der Unterschiedsschwelle mit Blendungsschleier wird von der Darbietungsart ebenso nachgewiesen. Ein Vergleich mit Schwellenwerten von Blackwell/Adrian ergibt keine Übereinstimmung aufgrund der dort fehlenden physikalischen Wirkung des Blendungsschleiers. Aus dem Schwellenmodell nach Narisada und den eigenen Messdaten lassen sich erstmals neuartige, erweiterte TI-Formeln für foveales und peripheres Sehen ableiten. Damit ist es möglich, die Blendung korrekter quantitativ zu erfassen, weil einerseits die stärker wirksame Kontrastminderung einbezogen wird und weil andererseits die neuen Blendungsformeln von der Hintergrundleuchtdichte eines Hindernisses im Bewertungsfeld abhängen, wodurch die insbesondere auf nasser Straße vorhandene inhomogene Leuchtdichteverteilung genauer einberechnet wird.

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Walkling, Andreas: Schwellenuntersuchung zur physiologischen Blendung für ortsfeste Straßenbeleuchtung. Weiterentwicklung der TI-Formel für nasse und trockene Straßen. Ilmenau 2017. Universitätsverlag Ilmenau.

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