李悠然,王金鵬,姜佳麗,蕭偉浩,張?jiān)拼?曹帆,賀曉陽(yáng),鄒念育

(大連工業(yè)大學(xué)光子學(xué)研究所,遼寧大連 116034)

基于防范目標(biāo)導(dǎo)向的居民區(qū)光環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與分析

李悠然,王金鵬,姜佳麗,蕭偉浩,張?jiān)拼?曹帆,賀曉陽(yáng),鄒念育

(大連工業(yè)大學(xué)光子學(xué)研究所,遼寧大連 116034)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)于基于目標(biāo)導(dǎo)向的防范光環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查與分析,提出一種Kendall’s等級(jí)相關(guān)的方法分析。該方法首先以大連市居民區(qū)為調(diào)查對(duì)象采用主客觀結(jié)合的方法對(duì)于基于目標(biāo)導(dǎo)向的防范光環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查,然后用Kendall’s等級(jí)相關(guān)的方法分析調(diào)查結(jié)果,得出安全感與路面亮暗程度、路面清晰度、識(shí)別行人難易度和面目表情偏差程度有顯著相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)證明該方法簡(jiǎn)單有效,為以后建設(shè)安全的居民區(qū)光環(huán)境提供了可行的思路。

居民區(qū);光環(huán)境;防范;調(diào)查

0 引 言

黑暗與犯罪的發(fā)生有一定的關(guān)系[1-2],防范照明是通過(guò)照明設(shè)計(jì)達(dá)到防止犯罪的效果[3-4]。在居民區(qū)應(yīng)用防范照明主要使行人看清周圍人的面目表情、行為舉止,為居民提供安全、舒適的環(huán)境[5-6]。美國(guó)、英國(guó)為了防止犯罪的發(fā)生,提高了街道的照明水平,犯罪率分別減少了37%、30%[7-9]。日本研制了防侵犯照明燈具,使犯罪率呈下降趨勢(shì),并驗(yàn)證其發(fā)出的淺藍(lán)色光對(duì)犯罪有一定的威懾作用[10]。在國(guó)內(nèi),同濟(jì)大學(xué)研究了LED光源的光譜能量分布對(duì)防范照明的影響,并得出藍(lán)光含量較低的LED光源對(duì)于面部辨識(shí)更有利的結(jié)論[11-12]。其研究結(jié)論與日本的相反,可見(jiàn)對(duì)防范照明的研究還要繼續(xù)深入。重慶大學(xué)對(duì)防范照明的指標(biāo)進(jìn)行了研究,驗(yàn)證了半柱面照度及立體感的確是最合適衡量犯罪光環(huán)境的指標(biāo)[13]。國(guó)內(nèi)外對(duì)于防范照明的研究主要處于實(shí)驗(yàn)室階段,本文采用主觀問(wèn)卷調(diào)查和實(shí)際測(cè)試的方法,把客觀環(huán)境現(xiàn)狀與主觀心理感受有機(jī)結(jié)合,對(duì)夜晚居民區(qū)防范光環(huán)境的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研,為以后建設(shè)安全的居民區(qū)光環(huán)境提供思路。

1 調(diào)查方法

為完全排除天然光的影響,調(diào)查選擇在晚上7點(diǎn)到9點(diǎn)進(jìn)行。調(diào)查對(duì)象為大連市居民區(qū)。實(shí)驗(yàn)方法選擇主客觀結(jié)合的方式。第一階段依托“創(chuàng)青春”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,進(jìn)行了客觀調(diào)查?？陀^部分包括居民區(qū)內(nèi)燈具的現(xiàn)狀和照度、色溫值。用色彩照度計(jì)CL-200A測(cè)試居民區(qū)內(nèi)人行道路的水平面照度、垂直面照度和色溫,均選用逐點(diǎn)測(cè)量。垂直面照度測(cè)量的位置是在道路上方1.5 m處,此位置為東方人的平均面部高度。水平面照度選用四點(diǎn)法進(jìn)行測(cè)試[14],如圖1為四點(diǎn)法布點(diǎn)時(shí)的測(cè)點(diǎn)布置圖。把測(cè)點(diǎn)設(shè)置在矩形網(wǎng)格的四角。用四點(diǎn)法計(jì)算平均水平面照度的公式為

式(1)中:E0為測(cè)量區(qū)4個(gè)角處測(cè)試點(diǎn)的照度;E1為4條外邊上測(cè)試點(diǎn)的照度;E2為4個(gè)外邊以內(nèi)測(cè)試點(diǎn)的照度。

圖1 四點(diǎn)法布點(diǎn)時(shí)的測(cè)點(diǎn)布置圖Fig.1 The distribution of the signal and noise

由于所調(diào)查的居民區(qū)的燈具主要應(yīng)用在入口處和主干路上,因此選擇測(cè)試的道路為主干路,且相鄰兩庭院燈可正常工作?？陀^調(diào)查的結(jié)果顯示大多居民區(qū)光環(huán)境沒(méi)達(dá)到國(guó)家道路最低標(biāo)準(zhǔn),因此在第二部分進(jìn)行了主觀調(diào)查,以了解居民對(duì)此現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)。主觀部分采取調(diào)查問(wèn)卷的形式。被調(diào)查者分為兩部分,一部分是被調(diào)查的居民區(qū)的居民,另一部分是由光源與照明專業(yè)的教師及學(xué)生所組成的專業(yè)評(píng)審,為居民區(qū)的光環(huán)境做出專業(yè)的評(píng)價(jià)。并使用Kendall’s等級(jí)相關(guān)的方法分析調(diào)查結(jié)果。

2 調(diào)查結(jié)果

2.1 居民區(qū)光環(huán)境客觀情況

文獻(xiàn)[6]以及對(duì)居民區(qū)內(nèi)人行路的平均水平面照度、垂直面照度、色溫進(jìn)行的測(cè)試中發(fā)現(xiàn),居民區(qū)所用燈具的光色屬于暖白色,燈具較少,分布不合理,使得多數(shù)水平面照度和垂直面照度未達(dá)到國(guó)家人行道最低標(biāo)準(zhǔn),存在安全隱患。

2.2 居民區(qū)光環(huán)境主觀情況

文獻(xiàn)[6]中發(fā)現(xiàn)居民一般覺(jué)得夜晚路面模糊,地面昏暗,一般居民區(qū)的燈光對(duì)方向感的影響不大。路燈照射在人臉上的垂直面照度不足,不能使人看清周圍人的面目表情。

3 調(diào)查分析

由于問(wèn)卷中每道問(wèn)題的選項(xiàng)是一個(gè)有序的變量,它的取值大小能夠表示觀測(cè)對(duì)象的某種順序關(guān)系,也是基于“質(zhì)”因素的變量,因此選用Kendall’s等級(jí)相關(guān)的方法[15]來(lái)進(jìn)行變量間的相關(guān)分析。Kendall的相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式為

式(2)中:U為一致對(duì)數(shù)目,V為非一致對(duì)數(shù)目,n為樣本容量。

由于問(wèn)卷存在抽樣的隨機(jī)性以及樣本數(shù)量少等原因,需要通過(guò)假設(shè)檢驗(yàn)的方式對(duì)樣本整體進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷。Kendall相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量(Z統(tǒng)計(jì)量)。Z統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算公式為

如果檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的概率即相伴概率小于給定的顯著性水平0.05時(shí),認(rèn)為兩總體相關(guān),相關(guān)系數(shù)旁將標(biāo)識(shí)一個(gè)星號(hào)(*)表示;若小于顯著水平0.01時(shí),認(rèn)為兩總體顯著性相關(guān),相關(guān)系數(shù)旁將標(biāo)識(shí)2個(gè)星號(hào)(**)表示。

問(wèn)卷的變量包括光環(huán)境滿意度、防范性、地面清晰度、方向感、識(shí)別行人難易度、面目表情偏差程度、眩光、路面亮暗程度。

經(jīng)計(jì)算,光環(huán)境滿意度與防范性的相伴概率為0,小于0.01,相關(guān)系數(shù)為0.352(**),因此整體滿意度與防范性是顯著相關(guān)的,即提高居民區(qū)夜間光環(huán)境的安全性,有利于提升居民對(duì)環(huán)境的整體滿意度。

如表1所示,為防范性與其他變量的相關(guān)性,可以看出,在所列變量中,方向感和眩光與滿意度的相伴概率大于0.05,即方向感和眩光與滿意度無(wú)顯著相關(guān)性。對(duì)于其他變量,防范性與路面亮暗程度最相關(guān),其次是路面清晰度、識(shí)別行人難易度,最后是面目表情偏差程度。其中路面亮暗程度和清晰度可通過(guò)改變水平面照度而得到變化;識(shí)別行人的難易度主要受垂直面照度影響,當(dāng)垂直面照度高于一定值時(shí),可看清4 m遠(yuǎn)處行人的面部表情,防范潛在危險(xiǎn);面目受不同角度的光照射會(huì)產(chǎn)生多種效果,或變得兇煞,或變得友善,或更加立體,這種立體感可表示面目表情偏差程度。因此,水平面照度、垂直面照度、立體感是影響光環(huán)境安全性的重要指標(biāo)。

表1 防范性與各變量的相關(guān)性Tab.1 Correlation of crime prevention and the other variables

4 結(jié) 論

居民區(qū)照明燈具數(shù)量少,或者燈具布置不合理,導(dǎo)致垂直面照度或水平面照度不足,使得所營(yíng)造的光環(huán)境不能給人們安心、安全的感覺(jué)。多數(shù)居民不滿意他們居住區(qū)的光環(huán)境,照明環(huán)境亟待改善。經(jīng)分析得出基于目標(biāo)導(dǎo)向的防范性與路面亮暗程度、路面清晰度、識(shí)別行人難易度和面目表情偏差程度有顯著相關(guān)性。合理的路面水平面照度、垂直面照度和立體感指標(biāo),將使居民能分辨路面障礙物,及時(shí)看清周圍人的面目表情、動(dòng)作姿勢(shì),對(duì)保護(hù)人們財(cái)產(chǎn)生命安全有著重要的意義。

[1]KNIGHT C.Field surveys of the effect of lamp spectrum on the perception of safety and comfort at night [J].Lighting Research and Technology,2010,42 (3):313-329.

[2]FOTIOS S,RAYNHAM P.Correspondence:lighting for pedestrians:is facial recognition what matters?[J].Lighting Research and Technology,2011, 43(1):129-130.

[3]TARRICONE P.Crime scene illumination[J].Lighting Design and Application,2014,44(1):32-35.

[4]MIRZAEI M J,DASHTI R,KAZEMI A,et al.An asset-management model for use in the evaluation and regulation of public-lighting systems[J].Utilities Policy,2015,32:19-28.

[5]姚夢(mèng)明,鄧云塘,朱曉燕.影響道路照明舒適度的因素[J].照明工程學(xué)報(bào),2013,24(3):30-33.

[6]李悠然,王金鵬,鄒念育.居民區(qū)防范照明的調(diào)查與研究[C]//2014年中國(guó)照明論壇——LED照明產(chǎn)品設(shè)計(jì)、應(yīng)用與創(chuàng)新論壇論文集.杭州:中國(guó)照明學(xué)會(huì).

[7]KATE P.The influence of street lighting improvements on crime,fear and pedestrian street use,after dark[J].Landscape and Urban Planning,1996, 35(2/3):193-201.

[8]趙秉志,金翼翔.CPTED理論的歷史梳理及中外對(duì)比[J].青少年犯罪問(wèn)題,2012(3):34-41.

[9]BOOMSMA C,STEG L.The effect of information and values on acceptability of reduced street lighting [J].Journal of Environmental Psychology,2014, 39:22-31.

[10]松井俊成.安全安心まちづくりのための防范照明[J].照明學(xué)會(huì)志,2005,89(1):25-30.

[11]林怡,郝洛西,楊秀.LED光源光譜能量分布對(duì)人行步道照明空間主觀評(píng)價(jià)的影響研究[J].照明工程學(xué)報(bào),2013,24(6):61-64.

[12]郝洛西,楊秀,林怡.LED光源的光譜能量分布對(duì)人行空間面部辨識(shí)的影響研究[J].照明工程學(xué)報(bào), 2013,24(1):55-59.

[13]馬玉琳,陳仲林,胡英奎.半柱面照度對(duì)人臉辨識(shí)影響[J].燈與照明,2008,32(2):5-12.

[14]孟令濤,鄒念育,賀曉陽(yáng).中美道路照明標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法的解析[J].照明工程學(xué)報(bào),2011,22(5):58-63.

[15]賴國(guó)毅,陳超.SPSS17統(tǒng)計(jì)分析典型實(shí)例精粹[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.

The investigation of the lighting environment on residential areas based on goal-oriented to prevent crime

LI Youran, WANG Jinpeng, JIANG Jiali, XIAO Weihao, ZHANG Yuncui, CAO Fan, HE Xiaoyang, ZOU Nianyu
(Research Institute of Photonics,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China)

A method of Kendall’s rank correlation was proposed to investigate and analyze the current situation of the light environment prevention based on goal orientation.The status of light environment prevention based on object oriented was investigated using subjective and objective methods in residential district of Dalian city,then the Kendall’s method was used to analyze the survey results of rank correlation.It indicated that there was a significant correlation among the sense of safety and road pavement,the degree of light and dark,clarity of pedestrian recognition difficulty and face deviation degree.It could provide a feasible way to build a safe residential area light environment in the future.

residential areas;lighting environment;preventing crime;investigation

X956

A

1674-1404(2017)01-0058-03

2015-06-12.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61402069);遼寧省普通高等教育本科重點(diǎn)支持專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目(2012108);遼寧省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(L2013213);遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目(UPRP20140139);大連市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014A11GX050);大連市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014A11GX052).

李悠然(1990-),女,碩士研究生;通信作者:鄒念育(1964-),女,教授.

李悠然,王金鵬,姜佳麗,蕭偉浩,張?jiān)拼?曹帆,賀曉陽(yáng),鄒念育.基于防范目標(biāo)導(dǎo)向的居民區(qū)光環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J].大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2017,36(1):58-60.

LI Youran,WANG Jinpeng,JIANG Jiali,XIAO Weihao,ZHANG Yuncui,CAO Fan,HE Xiaoyang,ZOU Nianyu.The investigation of the lighting environment on residential areas based on goal-oriented to prevent crime[J].Journal of Dalian Polytechnic University,2017,36(1):58-60.