居住區道路照明檢測方法研究

黨　睿，王立雄，劉　剛

(天津大學，天津市建筑物理環境與生態技術重點實驗室，天津　300072)

?

居住區道路照明檢測方法研究

黨睿，王立雄，劉剛

(天津大學，天津市建筑物理環境與生態技術重點實驗室，天津300072)

摘要：針對目前在居住區道路照明檢測領域所存在的檢測效率低、不能檢測連續數據、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照明檢測系統”，選取典型居住小區進行現場實驗測試，在檢驗該系統實際使用效果的同時，總結分析實驗過程和實驗成果，對系統進行改進和完善，并最終提出一套既符合我國居住區照明特點，又精確高效的新型照明檢測方法。

關鍵詞：居住區；道路照明；現存問題；檢測新方法

1檢測對象

本文選取天津時代奧城小區作為實驗樣本進行現場測量。該小區位天津市區西南部，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。小區在交通規劃上采用人車分流，將道路分為兩級：居住小區級道路沿居住區外圍布置，為機動車交通線路，且機動車道為單向通行；小區內部為宅前道路，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道路照明特點，因此選取該小區作為檢測對象具有典型性[1](見圖1)。

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

2檢測內容

本次實驗的檢測對象為居住區道路照明，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，并根據檢測結果計算出平均照度、最小照度和照度均勻度；同時統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

本文在現有道路檢測方法的基礎上，根據我國居住區特點以及“基于遙控車載平臺的城市居住區照明檢測系統”使用情況[3]，提出我國居住區道路夜間光環境檢測新方法。時代奧城居住小區級道路寬度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域內布點，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》規定，布點方式為均勻布點法，即按照一定間距劃分網格均勻布置檢測點。居住小區級道路因尺度較小，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》的規定，劃分網格時一般將相鄰兩根燈桿之間的距離十等份，根據實際情況盡量滿足于劃分的網格形成方形這一要求[4](見圖2)。

圖2　傳統照度測試方法Fig.2　Traditional method of testing illuminance

用新型檢測系統對居住小區級道路進行檢測時，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據都可同時得到。

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所測數據和照度曲線圖得出連續水平照度、連續半柱面照度、平均照度及最小照度值，進而還可以計算出照度均勻度。同時為了使測量數據更加全面準確，能夠更好地反映夜間光環境，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。

另外機動車在小區級道路行駛時一般速度較低，并且多數機動車由居住小區級道路直接進入地下車庫或者將車停在居住小區級道路兩側的停車區域內，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域內布點，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內區域。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　傳統道路亮度檢測儀器位置規定[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域的數碼照片。而后將照片錄入SM光環境測試系統讀取亮度值。[6]由于此系統是以數碼照片像素為計算基本單位，因此可得到所攝圖像范圍內任意一點的亮度值，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》中有關規定不適合居住小級道路的亮度檢測。原因在于此規定中的四項主要數據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)《城市道路交通規劃設計規范》(GB 50220—95)規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]

但在居住小區級道路中，我國《城市道路交通規劃設計規范》規定設計速度為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，但在大多數小區中很難找到220m的居住小區級直線路段。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內區域。因為本小區道路為單側布燈，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實驗數據

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

表1　兩種檢測方法所測數據對比表

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值基本相同，說明“基于車載平臺的居住區夜間光環境檢測方法”檢測精確度不遜于傳統方法。另外在實驗中發現相比于傳統技術方法，本方法還具有以下優勢：

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

并未考慮數據的記錄、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省；

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

4)實驗得到了連續參數指標值，這是傳統逐點檢測方法所不能夠實現的；

5)在草地綠化等不便于人員直接進入的區域，該系統能夠完成檢測任務。

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.居住區光環境檢測方法研究[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] 城市道路交通規劃設計規范：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