4.2. Дальность видимости цветных объектов

В основу научной разработки наружного цветового оформления подвижного состава на транспорте, который необходимо различать на значительных расстояниях, следует положить принцип максимальной дальности видимости цветов и их сочетаний. Вместе с тем наряду с этим принципом должны учитываться также физиологические, психологические и эстетические факторы. Проблема дальности видимости разных цветных объектов, будучи связана со многими областями науки и техники (физиологией, физиологической оптикой, светотехникой, метеорологией и др.), является очень сложной и до сих пор недостаточно изученной. В то же время оптимальное цветовое оформление подвижного состава с точки зрения дальности его видимости является одним из резервов повышения безопасности движения на железнодорожном транспорте. В этом плане приобретает большое значение определение цветовых сочетаний, максимально контрастирующих друг с другом и с цветом природного фона.

В лаборатории цветового зрения ВНИИЖГ МПС были проведены исследования [28] по определению цветов, обладающих наибольшей дальностью видимости, расположенных на фонах, имитирующих природные условия: цвет неба (голубой), земли (серый), леса (зеленый), песка (оранжево-желтый) и снега (белый). Цветовые характеристики обследованных объектов и фонов приведены в табл. 4.2, 4.3.

Таблица 4.2. Цветовые характеристики объектов

Исследованиями установлены количественные зависимости дальности видимости цветных объектов от цвета фона. Кроме того, определена видимость объектов, окрашенных дневными флуоресцирующими эмалями на белом, желтом, зеленом и голубом фонах. Освещенность в плоскости объекта составляла 500 - 700 лк, что приблизительно соответствует сумеречной и слабой дневной освещенности.

Таблица 4.3. Цветовые характеристики фонов

Дальность видимости цветных объектов определялась при помощи 30-ступенчатого сенситометрического клина. Известно, что дальность видимости объекта пропорциональна его показателю видимости (см. п. 3.1).

В качестве показателей видимости с сенситометрическим клином было принято отношение единицы (100%-ное пропускание клина) к коэффициенту пропускания каждой отдельной ступени. Определение цветности объекта начиналось при минимальном коэффициенте пропускания клина, когда объект еще не был видим. Затем клин передвигался до момента появления объекта и четкого определения его цвета. Результаты этих исследований приведены в табл. 4.4.

Проведенные в дальнейшем испытания дальности видимости тех же цветных объектов, как методом непосредственного измерения пороговых значений их видимости путем медленного приближения к объекту до момента различения его по цветности, так и по прибору В. А. Гаврилова дали аналогичные результаты.

Показатель видимости объекта V, исследуемый по прибору В. А. Гаврилова, определяется отношением контраста яркости K к пороговому значению чувствительности глаза E_пор

Из этого следует, что показатель видимости объекта представляет собой количество пороговых интервалов, укладывающихся в данном контрасте при дневных условиях наблюдения.

Из табл. 4.4 следует, что показатель видимости, а следовательно, и дальность видимости цветных объектов на разных фонах зависит от цветовых характеристик объектов и фона. Чем больше контраст между цветным объектом и фоном, тем больше показатель видимости.

Наибольший показатель видимости имеют объекты красного (39 - 41 пороговых интервалов) и оранжевого цветов (25 - 29 пороговых интервалов), затем следуют черные, зеленые и желтые объекты, имеющие от 25 до 28 пороговых интервалов. На основании проведенных исследований определены три группы цветов.

К первой группе отнесены цвета, обладающие наибольшей дальностью видимости на указанных выше фонах, создающие с фоном большой цветовой контраст. Эти цвета имеют следующие характеристики:

красный с длиной волны λ=610÷640 нм, с широким диапазоном чистоты P=50÷75% и коэффициентом отражения =25÷35%;

оранжевый - λ=590÷595 нм, P=40÷50%, =30÷40%;

желтый - λ=574÷578 нм, P=604÷70%, =40÷30%, он имеет большой показатель видимости на всех фонах кроме белого и голубого;

зеленый - λ=540÷545 нм, P=40÷45%, =30÷35%, имеет большой показатель видимости на всех фонах, кроме зеленого, близкого по цветному тону;

черный - имеет большой показатель видимости на всех фонах, кроме серого, что объясняется недостаточным цветным контрастом.

Ко второй группе относятся цвета со средней дальностью видимости; они имеют следующие характеристики:

желтый - λ= 579 нм, P=66%, =50%;

зеленый - λ= 530 нм, P=35%, =45%.

Таблица 4.4. Показатели видимости цветных объектов в зависимости от цвета фона (средние данные)

К третьей группе отнесены цвета с низкой дальностью видимости; они имеют характеристики:

синий - λ= 475 нм, P=28%, =18,5%;

голубой - λ= 492 нм, P=25%, =60%.

Дальность видимости объектов, окрашенных дневными флуоресцирующими эмалями, в 1,5 - 2 раза выше дальности видимости объектов, окрашенных нефлуоресцирующими эмалями. Из всех объектов, покрытых дневными флуоресцирующими эмалями разных цветов, наибольшую дальность видимости имеют объекты оранжево-красного цвета. Сравнительно меньшей дальностью видимости характеризуются объекты, окрашенные дневными флуоресцирующими эмалями в желтый и зеленый цвета.

На основании исследований можно сделать вывод, что пороговая видимость объектов (минимальное расстояние, с которого различается данный объект), окрашенных дневной флуоресцирующей эмалью, зависит от величины освещенности. С ростом последней увеличивается и дальность видимости объектов, окрашенных дневной флуоресцирующей эмалью.

При цветовом оформлении подвижного состава железнодорожного транспорта целесообразно пользоваться цветами, имеющими большую дальность видимости. Можно пользоваться также цветами, обладающими средней дальностью видимости, но с обязательным применением контрастных маркировочных полос, окрашенных в цвета максимальной дальности видимости. При наружном цветовом оформлении указанных объектов не рекомендуется пользоваться синим цветом вследствие его низкой дальности видимости. Для обеспечения наибольшей дальности видимости объектов целесообразно применять дневную флуоресцирующую эмаль АС-554 оранжево-красного цвета.

Ниже приводятся некоторые сочетания ахроматических и хроматических цветов, расположенных по мере ухудшения дальности видимости: