標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)動(dòng)靜態(tài)測(cè)量對(duì)比分析研究

沈迪

摘要 逆反射亮度系數(shù)就是用來(lái)評(píng)估交通標(biāo)線在夜間或低光條件下的可見性和安全性的重要指標(biāo)。交通標(biāo)線的逆反射亮度系數(shù)可以通過靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)煞N方式來(lái)測(cè)試。采用Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile兩種型號(hào)的動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x及Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII兩種型號(hào)的手持式交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x，分別對(duì)逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器及江蘇鎮(zhèn)丹高速公路某路段普通標(biāo)線的逆反射亮度系數(shù)進(jìn)行測(cè)試。通過對(duì)比，車載動(dòng)態(tài)與手持靜態(tài)測(cè)試絕大部分誤差在5%以內(nèi)，說明在誤差允許的特定條件下，將車載測(cè)量?jī)x應(yīng)用于逆反射亮度系數(shù)測(cè)量，滿足檢測(cè)需求。

關(guān)鍵詞 交通標(biāo)線；動(dòng)靜態(tài)測(cè)量；車載式標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x；手持式逆反射測(cè)量?jī)x

中圖分類號(hào) U491.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）05-0001-04

0 引言

交通標(biāo)線是由標(biāo)劃于路面的各種線條、箭頭、文字以及立體標(biāo)記、突起路標(biāo)和路邊線輪廓標(biāo)記等構(gòu)成的交通信號(hào)設(shè)施。道路交通標(biāo)線的作用是使機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和行人分隔，對(duì)提高道路利用率，減少或防止交通事故發(fā)生，保障行車安全具有重要作用。然而在2022年央視“3·15”晚會(huì)上，媒體曝光了江西、山西、四川等一些省份城市主干道、國(guó)道甚至高速公路，因?yàn)樯a(chǎn)商降低成本，反光玻璃微珠含量少，導(dǎo)致道路標(biāo)線涂料反光效果不明顯的問題，嚴(yán)重影響了行車安全[1]。

道路標(biāo)線的逆反射亮度系數(shù)是衡量標(biāo)線視認(rèn)性能的重要指標(biāo)，對(duì)于道路交通的安全和高效運(yùn)行具有重要意義[2]。在公路運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)期間，交通標(biāo)線的質(zhì)量和狀態(tài)需要及時(shí)、可靠地進(jìn)行測(cè)試。然而，傳統(tǒng)的手持式靜態(tài)測(cè)試方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、不安全，并且數(shù)據(jù)采集不及時(shí)，缺乏可靠性，難以滿足高頻多次的標(biāo)線測(cè)試需求[3]。因此，推廣使用車載逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x是非常迫切的。而車載逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x的使用可以大幅提高測(cè)試效率和精度，減少測(cè)試時(shí)間和人力成本，并保證數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性和可靠性。此外，車載測(cè)試還可以覆蓋更廣泛的交通標(biāo)線，提供更加全面和準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果[4-5]。這些優(yōu)勢(shì)使得車載逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x在道路交通標(biāo)線測(cè)試中具有重要的作用。

目前車載逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x產(chǎn)品，國(guó)外產(chǎn)品有RoadVista（美國(guó)）、Zehntner（瑞士）、DELTA（丹麥）、Easylux（巴西），都已開發(fā)動(dòng)態(tài)車載式標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x。國(guó)外產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)應(yīng)用不多，且缺失數(shù)據(jù)獲取方式及數(shù)據(jù)來(lái)源機(jī)制機(jī)理，無(wú)法驗(yàn)證其可靠性，也不利于開展相關(guān)研究及國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品主要有北京京衢、四川京煒等[6]。

該研究采用Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile兩種型號(hào)的動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x及Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII兩種型號(hào)的手持式交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x分別對(duì)逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器及江蘇鎮(zhèn)丹高速公路某路段普通標(biāo)線的逆反射亮度系數(shù)進(jìn)行測(cè)試，通過對(duì)比，車載動(dòng)態(tài)與手持靜態(tài)測(cè)試絕大部分誤差平均值在5%以內(nèi)，說明在誤差允許的特定條件下，將車載測(cè)量?jī)x應(yīng)用于逆反射亮度系數(shù)測(cè)量具有可行性。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 測(cè)試儀器

Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x，Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII手持式交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x。

1.2 逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器試驗(yàn)對(duì)比

試驗(yàn)方法如下：

（1）選取逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器共10塊，其逆反射亮度系數(shù)結(jié)果見表1。

（2）靜態(tài)測(cè)試。分別使用Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII手持式交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x以及Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在靜止?fàn)顟B(tài)下分別測(cè)試逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器的逆反射亮度系數(shù)，每塊逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)試5個(gè)點(diǎn)取平均值。

（3）動(dòng)態(tài)測(cè)試。分別使用Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII手持式交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x以及Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在30 km/h的速度下分別測(cè)試逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器的逆反射亮度系數(shù)，每塊逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)試5次取平均值。

（4）試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算。分別計(jì)算測(cè)量示值誤差和測(cè)量重復(fù)性。

1.3 公路標(biāo)線試驗(yàn)對(duì)比

（1）選取江蘇鎮(zhèn)丹高速公路普通標(biāo)線均勻度比較一致的路段，進(jìn)行試驗(yàn)。

（2）動(dòng)態(tài)測(cè)試。分別使用Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在80 km/h的速度下分別測(cè)試逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器的逆反射亮度系數(shù)，測(cè)試5次取平均值。

（3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算。計(jì)算兩臺(tái)動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x的測(cè)量相對(duì)偏差。

1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算

1.4.1 測(cè)量示值誤差

（1）

式中，R1——手持式交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x的測(cè)量示值誤差；R靜——手持式交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量結(jié)果平均值（mcd·m?2·lx?1）；R真——逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器的逆反射亮度系數(shù)標(biāo)定值（mcd·m?2·lx?1）。

（2）

式中，R2——?jiǎng)討B(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在靜止?fàn)顟B(tài)下的測(cè)量示值誤差；R動(dòng)——?jiǎng)討B(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在靜止?fàn)顟B(tài)下的測(cè)量結(jié)果平均值（mcd·m?2·lx?1）；R真——逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器的逆反射亮度系數(shù)標(biāo)定值（mcd·m?2·lx?1）。

（3）

式中，R3——兩臺(tái)動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在30 km/h的速度下的測(cè)量示值誤差；R30——?jiǎng)討B(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在30 km/h的速度下的測(cè)量結(jié)果平均值（mcd·m?2·lx?1）；R真——逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器的逆反射亮度系數(shù)標(biāo)定值（mcd·m?2·lx?1）。

1.4.2 測(cè)量重復(fù)性

測(cè)量重復(fù)性用變異系數(shù)表示，公式如下：

（4）

式中，δ——重復(fù)性變異系數(shù)；S——樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差（mcd·m?2·lx?1）；——?jiǎng)討B(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在30 km/h的速度下的5次測(cè)量逆反射亮度系數(shù)平均值（mcd·m?2·lx?1）。

1.4.3 測(cè)量相對(duì)偏差

（5）

式中，R3——兩臺(tái)動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在80 km/h速度下的測(cè)量相對(duì)偏差；RZeh——Zehntner ZDR 6020動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在80 km/h速度下的測(cè)量結(jié)果平均值（mcd·m?2·lx?1）；RDel ——丹麥Delta LT mobile動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在80 km/h速度下的測(cè)量結(jié)果平均值（mcd·m?2·lx?1）。

2 測(cè)量結(jié)果與分析

2.1 逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

（1）靜態(tài)測(cè)試結(jié)果分析。測(cè)試結(jié)果如圖1所示，由圖1可知，動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在靜止?fàn)顟B(tài)下的測(cè)試值及手持式交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x的靜態(tài)測(cè)試值與逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器真值基本相符。其中Zehntner ZRM 6006手持式測(cè)量示值誤差最大值為3.37%，LTL-X MarkII手持式測(cè)量示值誤差最大值為3.95%，丹麥Delta LT mobile動(dòng)態(tài)車載式測(cè)量示值誤差最大值為2.98%，Zehntner ZDR 6020動(dòng)態(tài)車載式測(cè)量示值誤差最大值為1.73%，誤差均不超過5%，且動(dòng)態(tài)車載式在靜止?fàn)顟B(tài)下的測(cè)試誤差小于手持式，說明動(dòng)態(tài)車載式的測(cè)試原理及精度符合檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的要求。

圖1 逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器靜態(tài)測(cè)試結(jié)果曲線圖

（2）動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果分析。測(cè)試結(jié)果如圖2～5所示，由圖2可知，丹麥Delta LT mobile動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在30 km/h速度下標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)的測(cè)量結(jié)果偏大，而Zehntner ZDR 6020動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x的測(cè)量結(jié)果偏小，其中丹麥Delta LT mobile動(dòng)態(tài)車載式測(cè)量示值誤差最大值為7.11%，Zehntner ZDR 6020動(dòng)態(tài)車載式測(cè)量示值誤差最大值為7.50%，且當(dāng)逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器的逆反射亮度系數(shù)小于90 mcd·m?2·lx?1時(shí)，測(cè)量誤差偏大，當(dāng)大于90 mcd·m?2·lx?1時(shí)，測(cè)量誤差都在5%以內(nèi)。由圖3可知，兩個(gè)動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x的重復(fù)性變異系數(shù)均在5%以內(nèi)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性良好。

2.2 路標(biāo)線試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

測(cè)試結(jié)果如圖6～7所示。由圖6可知，丹麥Delta LT mobile動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x與Zehntner ZDR 6020動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)基本一致。由圖7可知，雖然兩個(gè)動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量相對(duì)偏差最大值為7.03%，但測(cè)量相對(duì)偏差均值為2.73%，且測(cè)量相對(duì)偏差分布在5%以內(nèi)占比91.84%，說明在誤差允許的特定條件下，動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x的測(cè)試精度滿足檢測(cè)需求。

3 結(jié)論

通過動(dòng)靜態(tài)測(cè)量對(duì)比分析交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)試驗(yàn)，可以得到以下結(jié)論：

（1）從靜態(tài)測(cè)試結(jié)果可知，動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x在靜止?fàn)顟B(tài)下的測(cè)試值及手持式交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量?jī)x的靜態(tài)測(cè)試值與逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器真值基本相符，說明動(dòng)態(tài)車載式的測(cè)試原理及精度符合檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的要求。

（2）從動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果可知，兩動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x的重復(fù)性變異系數(shù)均在5%以內(nèi)，檢測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性良好。

（3）從公路標(biāo)線試驗(yàn)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果可知，兩動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)基本一致，且測(cè)量相對(duì)偏差離散程度較小。說明在誤差允許的特定條件下，動(dòng)態(tài)車載式路標(biāo)逆反射系數(shù)測(cè)量?jī)x的測(cè)試精度滿足檢測(cè)需求。

參考文獻(xiàn)

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