居住區(qū)道路照明檢測方法研究

黨　睿，王立雄，劉　剛

(天津大學，天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術重點實驗室，天津　300072)

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居住區(qū)道路照明檢測方法研究

黨睿，王立雄，劉剛

(天津大學，天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術重點實驗室，天津300072)

摘要：針對目前在居住區(qū)道路照明檢測領域所存在的檢測效率低、不能檢測連續(xù)數(shù)據(jù)、存在人為操作誤差、人力物力資源浪費等問題，在對比分析現(xiàn)存問題的基礎上，應用自行研制的“基于遙控車載平臺的城市居住區(qū)照明檢測系統(tǒng)”，選取典型居住小區(qū)進行現(xiàn)場實驗測試，在檢驗該系統(tǒng)實際使用效果的同時，總結分析實驗過程和實驗成果，對系統(tǒng)進行改進和完善，并最終提出一套既符合我國居住區(qū)照明特點，又精確高效的新型照明檢測方法。

關鍵詞：居住區(qū)；道路照明；現(xiàn)存問題；檢測新方法

1檢測對象

本文選取天津時代奧城小區(qū)作為實驗樣本進行現(xiàn)場測量。該小區(qū)位天津市區(qū)西南部，天津奧體中心西側，總建筑面積38萬平方米，容積率3.5，綠化率32%，包括8幢點式高層住宅和1l幢板式高層住宅。小區(qū)在交通規(guī)劃上采用人車分流，將道路分為兩級：居住小區(qū)級道路沿居住區(qū)外圍布置，為機動車交通線路，且機動車道為單向通行；小區(qū)內(nèi)部為宅前道路，供行人及非機動車使用；設有地上停車場及地下車庫，并單獨設置地下車庫出入口。

時代奧城小區(qū)整體建設標準較高，其中道路照明設施較為完善，包括各類型功能照明和景觀照明，光源和燈具種類豐富，照明方式多樣，能夠反應我國新建居住區(qū)道路照明特點，因此選取該小區(qū)作為檢測對象具有典型性[1](見圖1)。

圖1　天津時代奧城小區(qū)總平面圖Fig.1　Site plan of alympics Age City

2檢測內(nèi)容

本次實驗的檢測對象為居住區(qū)道路照明，主要對照度和亮度兩項指標進行檢測，其中照度指標包括水平照度和半柱面照度，并根據(jù)檢測結果計算出平均照度、最小照度和照度均勻度；同時統(tǒng)計亮度指標并計算出平均亮度、最小亮度、亮度均勻度、和路面亮度縱向均勻度。[2]

3檢測方法

本文在現(xiàn)有道路檢測方法的基礎上，根據(jù)我國居住區(qū)特點以及“基于遙控車載平臺的城市居住區(qū)照明檢測系統(tǒng)”使用情況[3]，提出我國居住區(qū)道路夜間光環(huán)境檢測新方法。時代奧城居住小區(qū)級道路寬度6.5米，為機動車單向行駛；沿機動車道右側布置停車位，停車位寬度5米；燈具布設方式為單側布燈，燈桿間距為30米。

3.1照度檢測

目前照度檢測是采用先在測試區(qū)域內(nèi)布點，然后由人員手持照度計按布點位置依次行走，逐點檢測的方法，這其中主要問題是布點方式。按照GB/T 5700—2008《照明測量方法》規(guī)定，布點方式為均勻布點法，即按照一定間距劃分網(wǎng)格均勻布置檢測點。居住小區(qū)級道路因尺度較小，道路橫向上只需要在道路邊緣與道路中線處布點應該就可以滿足檢測要求；在道路縱向上，按照《照明測量方法》的規(guī)定，劃分網(wǎng)格時一般將相鄰兩根燈桿之間的距離十等份，根據(jù)實際情況盡量滿足于劃分的網(wǎng)格形成方形這一要求[4](見圖2)。

圖2　傳統(tǒng)照度測試方法Fig.2　Traditional method of testing illuminance

用新型檢測系統(tǒng)對居住小區(qū)級道路進行檢測時，由于其能夠同時測量近地面水平照度和任一高度半柱面照度，并且為非點式測量，可以得到連續(xù)照度曲線圖，因此實驗采用檢測車按固定線路行駛進行照度檢測的方法，當結束時其行駛線路上的所有水平和半柱面照度數(shù)據(jù)都可同時得到。

對于檢測路線的確定，參考我國《照明測量方法》，在道路橫向上，于道路邊緣與道路中線處測量，進而在縱向上劃定沿道路中心和兩側邊線的三條直線。當檢測完畢后可直接根據(jù)所測數(shù)據(jù)和照度曲線圖得出連續(xù)水平照度、連續(xù)半柱面照度、平均照度及最小照度值，進而還可以計算出照度均勻度。同時為了使測量數(shù)據(jù)更加全面準確，能夠更好地反映夜間光環(huán)境，檢測車在每個燈桿下方和兩個燈桿中點處做停留，升降三角架，分別測量0.5m、1.0m、1.5m高度半柱面照度值，以便反映人眼對不同高度物體的夜間識別能力。

另外機動車在小區(qū)級道路行駛時一般速度較低，并且多數(shù)機動車由居住小區(qū)級道路直接進入地下車庫或者將車停在居住小區(qū)級道路兩側的停車區(qū)域內(nèi)，這樣使得道路交叉口交通復雜性降低，其測量還可使用上述方法(見圖3)。

圖3　照度測試新方法Fig.3　New method of testing illuminance

3.2亮度檢測

目前亮度檢測主要是采用先在測試區(qū)域內(nèi)布點，然后將亮度計放置于某一位置，用鏡頭對準測點進行逐點檢測的方法。這其中涉及兩個關鍵問題，其一是布點方式，另一個是亮度計擺放位置。

對于布點方式，我國《照明測量方法》規(guī)定：在道路縱向，當同一側兩根燈桿間距小于或等于50m時，通常應該在兩根燈桿間按等間距布置10個測點；在道路橫向，當亮度均勻度較好時，在每條車道橫向可布置3個點，其中間一點應位于每條車道的中心線上，兩側的兩個點應分別位于距每條車道兩側邊界線的1/6車道寬處[5](見圖4)。

圖4　傳統(tǒng)道路亮度檢測布點方式Fig.4　Traditional stationing method of road brightness

對于儀器位置，我國《照明測量方法》規(guī)定：將亮度計放置于在距第一根檢測燈桿前方60m水平距離、距道路邊緣1/4路寬、1.5m高度處進行逐點檢測，檢測范圍是第一根檢測燈桿后方100m內(nèi)區(qū)域。對于單側布燈道路采用雙向檢測，雙側布燈道路采用單向檢測[5](見圖5)。

圖5　傳統(tǒng)道路亮度檢測儀器位置規(guī)定[4]Fig.5　Location of brightness meter in traditional testing road

本次實驗中，對于亮度的檢測方法是用檢測車停留在道路某一位置，將車載三角架升至1.5米高度，使用相機以三檔不同曝光量拍攝檢測區(qū)域的數(shù)碼照片。而后將照片錄入SM光環(huán)境測試系統(tǒng)讀取亮度值。[6]由于此系統(tǒng)是以數(shù)碼照片像素為計算基本單位，因此可得到所攝圖像范圍內(nèi)任意一點的亮度值，以及平均亮度和最小亮度值，進而能夠計算出亮度均勻度和亮度縱向均勻度。這其中只涉及檢測車停放位置問題。

本文認為《照明測量方法》中有關規(guī)定不適合居住小級道路的亮度檢測。原因在于此規(guī)定中的四項主要數(shù)據(jù)性指標是針對城市快速路而設定，分析如下：

1)駕駛員在駕車行駛的過程中，其視線一般位于距道路邊緣1/4路寬、1.5m高度處；

2)駕駛員夜間在城市快速路行駛時，由于車速較快且道路筆直，其視線主要停留在距車體60m～160m；

3)《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》(GB 50220—95)規(guī)定城市快速路設計時速為80km/h，[6]道路亮度需要保證駕駛員看到前方道路中的障礙物，以便在突發(fā)事件中能夠安全剎車，在此速度時安全剎車距離約為60m左右。[7]

但在居住小區(qū)級道路中，我國《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》規(guī)定設計速度為20km/h，大大低于城市快速路，而且該類道路一般較短，很少出現(xiàn)1km以上直路。因此駕駛員在夜間行駛時視線主要停留在距車體30m～90m，而且在以20km/h速度行駛時，30m已完全達到安全剎車距離。另外，如果按照《照明測量方法》中規(guī)定，亮度計的擺放位置需要在100m的兩側各距離60m的位置，這樣就需要220m的距離，但在大多數(shù)小區(qū)中很難找到220m的居住小區(qū)級直線路段。所以在本次實驗中，檢測車位置采用停放于距道路邊緣1/4路寬、1.5m高度、在距第一根檢測燈桿前方30m水平距離處，檢測范圍是第一根檢測燈桿后方60m內(nèi)區(qū)域。因為本小區(qū)道路為單側布燈，故采用雙向檢測方法(見圖6、圖7)。

圖6　新型亮度測試方法示意圖Fig.6　New method of testing brightness

圖7　新型亮度測試方法效果圖Fig.7　Rendering of new testing method

4實驗數(shù)據(jù)

為了說明“基于車載平臺的居住區(qū)夜間光環(huán)境檢測系統(tǒng)”檢測效果，對本次檢測數(shù)據(jù)與前期調研中使用傳統(tǒng)方法所檢測到的數(shù)據(jù)(2(進行了對比，見表1。

表1　兩種檢測方法所測數(shù)據(jù)對比表

5結論

通過以上分析可知，使用兩種不同的檢測方法所得到的參數(shù)值基本相同，說明“基于車載平臺的居住區(qū)夜間光環(huán)境檢測方法”檢測精確度不遜于傳統(tǒng)方法。另外在實驗中發(fā)現(xiàn)相比于傳統(tǒng)技術方法，本方法還具有以下優(yōu)勢：

1)在檢測效率上，使用傳統(tǒng)方法，整個小區(qū)道路的檢測時間為7小時，使用新方法為3小時，效率提高57%。這還只是在現(xiàn)場檢測時間上的節(jié)約，

并未考慮數(shù)據(jù)的記錄、整理以及錄入計算機等后期工作。

2)此次實驗只由一人完成，這是對人力成本的極大節(jié)省；

3)所有測得數(shù)據(jù)的記錄、分析、整理均由系統(tǒng)自動完成，不僅節(jié)約人力提高效率，還能避免因人為疏忽造成的誤差；

4)實驗得到了連續(xù)參數(shù)指標值，這是傳統(tǒng)逐點檢測方法所不能夠實現(xiàn)的；

5)在草地綠化等不便于人員直接進入的區(qū)域，該系統(tǒng)能夠完成檢測任務。

參考文獻

[2] 郝洛西.城市照明設計[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，2005.

[4] 照明測量方法：GB/T 5700—2008[S].北京：中國標準出版社，2009.

[5] 崔辛云.居住區(qū)光環(huán)境檢測方法研究[D].天津.天津大學, 2010.

[6] 沈天行，杜江濤.城市夜景照明的測試技術[C]. 上海：國際夜景照明研討會,2001.

[7] 城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范：GB 50220—95[S].北京：中國計劃出版社，1995.

Research on Measurement Method of Road Lighting in Residential Areas

Dang Rui， Wang Lixiong, Liu Gang

(TianjinKeyLaboratoryofArchitecturalPhysicsandEnvironmentalTechnology,Tianjinllniversity

Tianjin300072,China)

Abstract：This article aims to solve the problems in the area of residential area lighting measurement, including low efficiency, unable to detect continuous data, human operation error, wasting of manpower and material, and etc. With comparison and analysis of existing problems, the urban residential areas lighting measurement system, which is built upon the platform of a remote control vehicle, is applied to perform experimental testing on a selected road of a typical residential area. The experiment process and results are analyzed to verify the actual effects and improve the system. At last, the article put forward a set of new methods which fits China residential lighting characteristics.

Key words:residential areas; road lighting; exiting problems; new method of measurement

中圖分類號：TM923

文獻標識碼：A

DOI:10.3969j.issn.1004-440X.2015.03.018

通訊作者：劉剛，E-mail:lglgmike@163.com