居住區(qū)道路照明檢測(cè)方法研究

黨　睿，王立雄，劉　剛

(天津大學(xué)，天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津　300072)

?

居住區(qū)道路照明檢測(cè)方法研究

黨睿，王立雄，劉剛

(天津大學(xué)，天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072)

摘要：針對(duì)目前在居住區(qū)道路照明檢測(cè)領(lǐng)域所存在的檢測(cè)效率低、不能檢測(cè)連續(xù)數(shù)據(jù)、存在人為操作誤差、人力物力資源浪費(fèi)等問題，在對(duì)比分析現(xiàn)存問題的基礎(chǔ)上，應(yīng)用自行研制的“基于遙控車載平臺(tái)的城市居住區(qū)照明檢測(cè)系統(tǒng)”，選取典型居住小區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，在檢驗(yàn)該系統(tǒng)實(shí)際使用效果的同時(shí)，總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)成果，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善，并最終提出一套既符合我國(guó)居住區(qū)照明特點(diǎn)，又精確高效的新型照明檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：居住區(qū)；道路照明；現(xiàn)存問題；檢測(cè)新方法

1檢測(cè)對(duì)象

本文選取天津時(shí)代奧城小區(qū)作為實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。該小區(qū)位天津市區(qū)西南部，天津奧體中心西側(cè)，總建筑面積38萬平方米，容積率3.5，綠化率32%，包括8幢點(diǎn)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(jí)：居住小區(qū)級(jí)道路沿居住區(qū)外圍布置，為機(jī)動(dòng)車交通線路，且機(jī)動(dòng)車道為單向通行；小區(qū)內(nèi)部為宅前道路，供行人及非機(jī)動(dòng)車使用；設(shè)有地上停車場(chǎng)及地下車庫(kù)，并單獨(dú)設(shè)置地下車庫(kù)出入口。

時(shí)代奧城小區(qū)整體建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高，其中道路照明設(shè)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(yīng)我國(guó)新建居住區(qū)道路照明特點(diǎn)，因此選取該小區(qū)作為檢測(cè)對(duì)象具有典型性[1](見圖1)。

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

2檢測(cè)內(nèi)容

本次實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)對(duì)象為居住區(qū)道路照明，主要對(duì)照度和亮度兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，其中照度指標(biāo)包括水平照度和半柱面照度，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果計(jì)算出平均照度、最小照度和照度均勻度；同時(shí)統(tǒng)計(jì)亮度指標(biāo)并計(jì)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(cè)方法

本文在現(xiàn)有道路檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國(guó)居住區(qū)特點(diǎn)以及“基于遙控車載平臺(tái)的城市居住區(qū)照明檢測(cè)系統(tǒng)”使用情況[3]，提出我國(guó)居住區(qū)道路夜間光環(huán)境檢測(cè)新方法。時(shí)代奧城居住小區(qū)級(jí)道路寬度6.5米，為機(jī)動(dòng)車單向行駛；沿機(jī)動(dòng)車道右側(cè)布置停車位，停車位寬度5米；燈具布設(shè)方式為單側(cè)布燈，燈桿間距為30米。

3.1照度檢測(cè)

目前照度檢測(cè)是采用先在測(cè)試區(qū)域內(nèi)布點(diǎn)，然后由人員手持照度計(jì)按布點(diǎn)位置依次行走，逐點(diǎn)檢測(cè)的方法，這其中主要問題是布點(diǎn)方式。按照GB/T 5700—2008《照明測(cè)量方法》規(guī)定，布點(diǎn)方式為均勻布點(diǎn)法，即按照一定間距劃分網(wǎng)格均勻布置檢測(cè)點(diǎn)。居住小區(qū)級(jí)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(diǎn)應(yīng)該就可以滿足檢測(cè)要求；在道路縱向上，按照《照明測(cè)量方法》的規(guī)定，劃分網(wǎng)格時(shí)一般將相鄰兩根燈桿之間的距離十等份，根據(jù)實(shí)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(cè)試方法Fig.2　Traditional method of testing illuminance

用新型檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)居住小區(qū)級(jí)道路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于其能夠同時(shí)測(cè)量近地面水平照度和任一高度半柱面照度，并且為非點(diǎn)式測(cè)量，可以得到連續(xù)照度曲線圖，因此實(shí)驗(yàn)采用檢測(cè)車按固定線路行駛進(jìn)行照度檢測(cè)的方法，當(dāng)結(jié)束時(shí)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(shí)得到。

對(duì)于檢測(cè)路線的確定，參考我國(guó)《照明測(cè)量方法》，在道路橫向上，于道路邊緣與道路中線處測(cè)量，進(jìn)而在縱向上劃定沿道路中心和兩側(cè)邊線的三條直線。當(dāng)檢測(cè)完畢后可直接根據(jù)所測(cè)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(jìn)而還可以計(jì)算出照度均勻度。同時(shí)為了使測(cè)量數(shù)據(jù)更加全面準(zhǔn)確，能夠更好地反映夜間光環(huán)境，檢測(cè)車在每個(gè)燈桿下方和兩個(gè)燈桿中點(diǎn)處做停留，升降三角架，分別測(cè)量0.5m、1.0m、1.5m高度半柱面照度值，以便反映人眼對(duì)不同高度物體的夜間識(shí)別能力。

另外機(jī)動(dòng)車在小區(qū)級(jí)道路行駛時(shí)一般速度較低，并且多數(shù)機(jī)動(dòng)車由居住小區(qū)級(jí)道路直接進(jìn)入地下車庫(kù)或者將車停在居住小區(qū)級(jí)道路兩側(cè)的停車區(qū)域內(nèi)，這樣使得道路交叉口交通復(fù)雜性降低，其測(cè)量還可使用上述方法(見圖3)。

圖3　照度測(cè)試新方法Fig.3　New method of testing illuminance

3.2亮度檢測(cè)

目前亮度檢測(cè)主要是采用先在測(cè)試區(qū)域內(nèi)布點(diǎn)，然后將亮度計(jì)放置于某一位置，用鏡頭對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行逐點(diǎn)檢測(cè)的方法。這其中涉及兩個(gè)關(guān)鍵問題，其一是布點(diǎn)方式，另一個(gè)是亮度計(jì)擺放位置。

對(duì)于布點(diǎn)方式，我國(guó)《照明測(cè)量方法》規(guī)定：在道路縱向，當(dāng)同一側(cè)兩根燈桿間距小于或等于50m時(shí)，通常應(yīng)該在兩根燈桿間按等間距布置10個(gè)測(cè)點(diǎn)；在道路橫向，當(dāng)亮度均勻度較好時(shí)，在每條車道橫向可布置3個(gè)點(diǎn)，其中間一點(diǎn)應(yīng)位于每條車道的中心線上，兩側(cè)的兩個(gè)點(diǎn)應(yīng)分別位于距每條車道兩側(cè)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(cè)布點(diǎn)方式Fig.4　Traditional stationing method of road brightness

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

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

本次實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于亮度的檢測(cè)方法是用檢測(cè)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(jī)以三檔不同曝光量拍攝檢測(cè)區(qū)域的數(shù)碼照片。而后將照片錄入SM光環(huán)境測(cè)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(jì)算基本單位，因此可得到所攝圖像范圍內(nèi)任意一點(diǎn)的亮度值，以及平均亮度和最小亮度值，進(jìn)而能夠計(jì)算出亮度均勻度和亮度縱向均勻度。這其中只涉及檢測(cè)車停放位置問題。

本文認(rèn)為《照明測(cè)量方法》中有關(guān)規(guī)定不適合居住小級(jí)道路的亮度檢測(cè)。原因在于此規(guī)定中的四項(xiàng)主要數(shù)據(jù)性指標(biāo)是針對(duì)城市快速路而設(shè)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(shí)，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(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50220—95)規(guī)定城市快速路設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)安全剎車距離約為60m左右。[7]

但在居住小區(qū)級(jí)道路中，我國(guó)《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定設(shè)計(jì)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(shí)視線主要停留在距車體30m～90m，而且在以20km/h速度行駛時(shí)，30m已完全達(dá)到安全剎車距離。另外，如果按照《照明測(cè)量方法》中規(guī)定，亮度計(jì)的擺放位置需要在100m的兩側(cè)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(jí)直線路段。所以在本次實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)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(cè)燈桿前方30m水平距離處，檢測(cè)范圍是第一根檢測(cè)燈桿后方60m內(nèi)區(qū)域。因?yàn)楸拘^(qū)道路為單側(cè)布燈，故采用雙向檢測(cè)方法(見圖6、圖7)。

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

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

4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

為了說明“基于車載平臺(tái)的居住區(qū)夜間光環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)”檢測(cè)效果，對(duì)本次檢測(cè)數(shù)據(jù)與前期調(diào)研中使用傳統(tǒng)方法所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)(2(進(jìn)行了對(duì)比，見表1。

表1　兩種檢測(cè)方法所測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比表

5結(jié)論

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

1)在檢測(cè)效率上，使用傳統(tǒng)方法，整個(gè)小區(qū)道路的檢測(cè)時(shí)間為7小時(shí)，使用新方法為3小時(shí)，效率提高57%。這還只是在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)間上的節(jié)約，

并未考慮數(shù)據(jù)的記錄、整理以及錄入計(jì)算機(jī)等后期工作。

2)此次實(shí)驗(yàn)只由一人完成，這是對(duì)人力成本的極大節(jié)?。?/p>

3)所有測(cè)得數(shù)據(jù)的記錄、分析、整理均由系統(tǒng)自動(dòng)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(shí)驗(yàn)得到了連續(xù)參數(shù)指標(biāo)值，這是傳統(tǒng)逐點(diǎn)檢測(cè)方法所不能夠?qū)崿F(xiàn)的；

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

參考文獻(xiàn)

[2] 郝洛西.城市照明設(shè)計(jì)[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

[4] 照明測(cè)量方法：GB/T 5700—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

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

[6] 沈天行，杜江濤.城市夜景照明的測(cè)試技術(shù)[C]. 上海：國(guó)際夜景照明研討會(huì),2001.

[7] 城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50220—95[S].北京：中國(guó)計(jì)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(hào)：TM923

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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

通訊作者：劉剛，E-mail:lglgmike@163.com