葉榮南，葉 丹，馬承柏

(1.廈門(mén)市光電子行業(yè)協(xié)會(huì)，福建廈門(mén) 361003；2.廈門(mén)市元谷信息科技有限公司，福建廈門(mén) 361005)

道路照明現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法研究

葉榮南1，葉 丹2，馬承柏1

(1.廈門(mén)市光電子行業(yè)協(xié)會(huì)，福建廈門(mén) 361003；2.廈門(mén)市元谷信息科技有限公司，福建廈門(mén) 361005)

介紹了道路照明的機(jī)理、道路照明測(cè)量現(xiàn)狀及亮度測(cè)量的進(jìn)展。分析了道路照明動(dòng)態(tài)測(cè)量的合理性及其優(yōu)點(diǎn)。最后給出了在道路照明動(dòng)態(tài)測(cè)量過(guò)程中處理相關(guān)信息時(shí)需要注意的要點(diǎn)。

道路照明；亮度；眩光；現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)測(cè)量；檢測(cè)方法

引言

當(dāng)前道路照明質(zhì)量都采用測(cè)量照度及其均勻度進(jìn)行評(píng)價(jià)，筆者對(duì)此持有異議。道路照明主要是為人服務(wù)的，人眼感覺(jué)到的是路面亮度，而不是路面照度。而且，目前道路照明質(zhì)量評(píng)價(jià)基本上沒(méi)有測(cè)量眩光，筆者認(rèn)為這不科學(xué)。眩光對(duì)行車(chē)安全，對(duì)照明質(zhì)量的影響很大，不能不認(rèn)真地進(jìn)行研究和測(cè)量。采用現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)測(cè)量方法既可測(cè)量亮度及其均勻度，也可測(cè)量眩光，而且快速、客觀、準(zhǔn)確。當(dāng)然，動(dòng)態(tài)測(cè)量是一個(gè)全新的課題，需要進(jìn)一步探索它的機(jī)理，克服動(dòng)態(tài)測(cè)量的諸多難題，懂得處理動(dòng)態(tài)測(cè)量中所獲得的海量信息。

1 道路照明機(jī)理[1-11]

1)引起視覺(jué)感應(yīng)是路面亮度而非路面照度。從系統(tǒng)工程的觀念出發(fā)，從燈具發(fā)光經(jīng)過(guò)路面的反射到進(jìn)入駕駛員的眼睛，引起視覺(jué)感應(yīng)，這個(gè)光傳遞過(guò)程，本身就是一個(gè)系統(tǒng)—在這一傳遞過(guò)程中所傳遞的光學(xué)量是發(fā)光強(qiáng)度而不是光照度，是燈具發(fā)出的光經(jīng)過(guò)路面的吸收和反射后，一小部分光線(xiàn)進(jìn)入眼睛瞳孔后照射到視網(wǎng)膜上，其光強(qiáng)對(duì)視覺(jué)細(xì)胞所引起的明亮感覺(jué)，人們看到的是亮度，而非照度。

2)道路照明的設(shè)計(jì)、測(cè)試和評(píng)價(jià)都應(yīng)該以亮度為指標(biāo)。從人因工效學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，路面照明應(yīng)為駕駛員服務(wù)，應(yīng)從駕駛員的需求出發(fā)，駕駛員是在行駛過(guò)程中觀察路面，是動(dòng)態(tài)的、全過(guò)程的，所以只是考察特定點(diǎn)的亮度是不夠的，應(yīng)該動(dòng)態(tài)的、全方位的測(cè)量路面亮度；CIE 12、CIE 53、CIE 69、EN 13201等文件都強(qiáng)調(diào)了亮度測(cè)量的重要性，提出道路照明的亮度標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)亮度測(cè)量做了一些規(guī)定，給出計(jì)算公式；CJJ 45—2015也引入了亮度標(biāo)準(zhǔn)，并強(qiáng)化了亮度均勻性的要求。

3)眩光對(duì)行駛安全的影響很大，眩光的測(cè)試也是以亮度為基礎(chǔ)。CIE 30、CIE 32、CIE 132、CIE 140、EN 13201對(duì)眩光的測(cè)量做了一些規(guī)定，給出計(jì)算公式。

2 道路照明測(cè)量現(xiàn)狀

1)推行雙軌制。推行雙軌制，即以考察亮度指標(biāo)為主，同時(shí)也可考察照度指標(biāo)，二者并行，之間換算可通過(guò)乘一系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。原因如下：

亮度測(cè)量本身就比照度測(cè)量困難，眩光的測(cè)量更是難上加難，再加上道路的亮度測(cè)量有諸多的限定，比如：觀察視線(xiàn)的限定；駕駛員的觀察是動(dòng)態(tài)的，視場(chǎng)中看到的實(shí)質(zhì)上是多燈同時(shí)照明，同時(shí)也含有眩光，如何實(shí)現(xiàn)這些限定和要求？如何處理這些數(shù)據(jù)？實(shí)在難度很大。

亮度測(cè)量困難且誤差很大，而照度測(cè)量簡(jiǎn)單，且測(cè)試儀器——照度計(jì)價(jià)格低廉，且便于攜帶；致使絕大部分道路照明工作者都采用測(cè)量照度并用照度來(lái)評(píng)價(jià)道路照明質(zhì)量；當(dāng)然設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)也在于照度及其均勻性。其理論依據(jù)是：在道路照明中亮度和照度之間的關(guān)系可乘以一定的系數(shù)來(lái)轉(zhuǎn)換。這是CJJ 45標(biāo)準(zhǔn)中給出的，而CJJ 45又是借鑒CIE相關(guān)文件的要求而形成的。

2)推行雙軌制的實(shí)質(zhì)是實(shí)行以照度為標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。原因很簡(jiǎn)單：照度測(cè)量可操作性強(qiáng)，難度低，重復(fù)精度高，以照度為基準(zhǔn)的二次配光設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單多了。而且還有標(biāo)準(zhǔn)作依據(jù)，要換算亮度只要乘一個(gè)系數(shù)即可，受到絕大部分照明工作者的歡迎。

3)“智者所慮”。路面照度是表征路面的受照程度，它除了與入射光強(qiáng)有關(guān)外，還與入射光的入射角有關(guān)，駕駛員感覺(jué)不到它；引起駕駛員視覺(jué)感應(yīng)的是該光線(xiàn)經(jīng)過(guò)路面的二次反射后進(jìn)入眼睛的那部分光線(xiàn)，駕駛員看到的是路面亮度而不是路面照度(見(jiàn)圖1和圖2)；簡(jiǎn)單說(shuō)：照度是地面接收到的光通量，而亮度是地面反射后被眼睛接收到的那部分光通量，眩光則是以其他方式直射入眼睛的光通量。路面亮度除了與入射光強(qiáng)及其入射角有關(guān)外，還與路面的吸收和散射特性以及駕駛員的觀察角有關(guān)。

一些專(zhuān)家比較理智的對(duì)待這個(gè)問(wèn)題，他們認(rèn)為應(yīng)該推廣亮度標(biāo)準(zhǔn)，原因有兩個(gè)：一是測(cè)量照度不能反映路面照明的質(zhì)量，路面照度均勻度良好的路面照明，看起來(lái)經(jīng)常是亮暗不均；二是從人因工效學(xué)的觀點(diǎn)，路面照明主要是為駕駛員服務(wù)的，路面照度駕駛員根本觀察不到，駕駛員觀察到的是路面亮度，見(jiàn)圖1。

圖1 路面照明Fig.1 Road surface lighting

同樣，目標(biāo)照明也是如此，見(jiàn)圖2。

圖2 目標(biāo)照明Fig.2 Target lighting

照度指標(biāo)良好的路面，駕駛員感覺(jué)并不一定好，見(jiàn)圖3。

圖3 照度均勻的路面其亮度不一定均勻Fig.3 The illumination road surface is uniform, but its luminance is not uniform

圖3是廈門(mén)岐山北路的照明現(xiàn)場(chǎng)圖，該路段于2009年2月下旬裝燈，已連續(xù)檢測(cè)了4年，這是該路面照明的第n次測(cè)量結(jié)果摘錄于表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)果(地點(diǎn)：岐山北路第5～6桿；測(cè)試時(shí)間：2009年8月25日)

從測(cè)量數(shù)據(jù)看：路面照度均勻度相當(dāng)高，達(dá)0.77，但是從照片上看卻是亮暗不均；通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)，從縱向看：燈下照度要比兩燈之間的照度高；但是從照片上看卻是燈下的亮度比較暗 而兩燈之間的亮度最高。測(cè)得的結(jié)果與看到的情況截然不同。采用相機(jī)拍照與人眼觀察的效果相似，說(shuō)明用照度測(cè)量不能反映人眼的觀察效果，即使是亮度測(cè)量，隨著觀測(cè)點(diǎn)的變化，其照明效果也不盡相同。

專(zhuān)家認(rèn)為：要研究不同路面材質(zhì)的反射性能，依據(jù)CIE144和道路代表大會(huì)國(guó)際常設(shè)委員會(huì)(PIARC)共同推薦給出的R-Table(簡(jiǎn)化亮度系數(shù)表)來(lái)進(jìn)行配光設(shè)計(jì)。表A.0.2-1 為瀝青路面的簡(jiǎn)化亮度系數(shù)(r)和表A.0.2-2 為水泥混凝土路面的簡(jiǎn)化亮度系數(shù)(r)；

其中，做了許多簡(jiǎn)化，例如：忽略了色度的影響；忽略了地面入射光的光強(qiáng)分布對(duì)地面出射光強(qiáng)的影響；將“雙向反射分布函數(shù)”簡(jiǎn)化為“簡(jiǎn)化亮度系數(shù)”；將路面反射特性分為瀝青和水泥兩大類(lèi)；將道路照明光線(xiàn)的傳導(dǎo)過(guò)程分為前后兩半程。對(duì)于道路照明的前半程(燈具-地面)還是以照度為主；然后以地面照度為基礎(chǔ)，根據(jù)路面類(lèi)型去查閱簡(jiǎn)化亮度系數(shù)，從而得出道路照明的亮度值。應(yīng)該說(shuō)在目前亮度測(cè)量困難的條件下，不失為一種有效的方式。

需要注意的是：CIE在給出簡(jiǎn)化亮度系數(shù)表的時(shí)候又作一些簡(jiǎn)化：以定點(diǎn)測(cè)量代替動(dòng)態(tài)測(cè)量以及只計(jì)算測(cè)量區(qū)域的兩盞燈，忽略了其它燈的影響；以上種種簡(jiǎn)化，造成了設(shè)計(jì)誤差和測(cè)量誤差都很大；據(jù)專(zhuān)家估計(jì)都達(dá)到百分之十幾。但是，即使如此，也比測(cè)量照度要好得多，至少它從駕駛員的觀察角度出發(fā)，可以避免道路照明的斑馬線(xiàn)現(xiàn)象。

3 亮度測(cè)量的進(jìn)展

1)亮度指標(biāo)的重要性已被廣泛認(rèn)可。GB、CIE、EN等標(biāo)準(zhǔn)均重視人因工程學(xué)的應(yīng)用，都強(qiáng)調(diào)道路照明應(yīng)以測(cè)量亮度為主；對(duì)觀測(cè)點(diǎn)高度、視角以及司機(jī)前方擋光板的影響都有詳細(xì)的規(guī)定；只是限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)、認(rèn)識(shí)水平，大量出現(xiàn)的是測(cè)量路面照度代替測(cè)量路面亮度，即使費(fèi)了很大的力氣測(cè)量亮度，也只是采用定點(diǎn)法。而非模仿司機(jī)在行駛過(guò)程中觀察路面來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的測(cè)量。費(fèi)工費(fèi)時(shí)還不準(zhǔn)確。

2)以亮度為基礎(chǔ)的配光設(shè)計(jì)取得進(jìn)展。路面亮度與投射光的光強(qiáng)，燈光投射角，被照點(diǎn)的方位角及眼睛的觀察視角有關(guān)；在這里觀察視角已確定：為正前方-1°，借助CIE144提出的不同路面的簡(jiǎn)化亮度系數(shù)表，推算出所要求的投射光光強(qiáng)分布。

簡(jiǎn)化亮度系數(shù)Γ(β，γ)=q(β，γ)×cos3γ

則dL(β，γ)=dI(C，γ)/H2×Γ(β，γ)(見(jiàn)圖4)

圖4 路面照明觀測(cè)圖Fig.4 Observation map of road surface lighting

簡(jiǎn)化亮度系數(shù)表提供了被照點(diǎn)的燈光投射角γ和被照點(diǎn)的方位角β，再依據(jù)路面的照明要求算出像方的光強(qiáng)分布要求；隨后利用亮度的數(shù)學(xué)表達(dá)式及透鏡表面的折射公式求出透鏡的自由曲面。

利用亮度表示式L=I/dS×cosω=(I/H2)×r(β，γ)和透鏡表面的折射公式n×sini=n′×sini′,進(jìn)行建模、計(jì)算、生成透鏡、給出IES文件、模擬路面照明效果。

必須要注意的是，路面亮度是多燈作用的綜合結(jié)果。而且這是按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件要求的，在靜態(tài)、定點(diǎn)前提下的計(jì)算結(jié)果。

3)采用成像亮度計(jì)測(cè)量路面亮度是一大進(jìn)步。采用成像亮度計(jì)與人眼的觀察效果是一致的，需要注意的是拍照的位置和高度以及相機(jī)的傾角要與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件的規(guī)定相一致，它比逐點(diǎn)測(cè)量亮度更簡(jiǎn)單、省時(shí)，采集的信息量大；

4)采用成像亮度計(jì)也可用來(lái)測(cè)量眩光。與測(cè)量路面亮度相似，成像亮度計(jì)也可用來(lái)測(cè)量眩光，觀測(cè)狀態(tài)不變，只是測(cè)量的對(duì)象不同，前者是路面，后者是燈光；同樣需要注意相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。用成像亮度計(jì)測(cè)量眩光要比逐點(diǎn)測(cè)量省事多了。

5)失能眩光的定位和計(jì)算。判斷失能眩光的觀測(cè)點(diǎn)定位也與亮度相似，只是CIE還規(guī)定了車(chē)輛頂棚的檔光角度為20°。所以眩光最大處，總是出現(xiàn)在觀測(cè)點(diǎn)位于燈具前方(H-1.5)/ tgθ處，θ為眩光源與視軸的夾角，略小于20°，此時(shí)眩光源之等效光幕亮度最大；計(jì)算同排燈具500 m內(nèi)各個(gè)眩光源對(duì)該狀態(tài)下的眩光貢獻(xiàn)，計(jì)算到某一燈具的等效光幕亮度小于累加等效光幕亮度的20%止，然后求和。

等效光幕亮度Ls=K1×E/θ2，在0.05 cd/m2

4 動(dòng)態(tài)測(cè)量的合理性

1)人因工程學(xué)(人因功效學(xué))用于道路照明的理解。人因工效學(xué)考量了人在工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等各方面的因素，研究“人——機(jī)器——環(huán)境系統(tǒng)”中三者交互作用著的各方面(效率、健康、安全、舒適等)如何達(dá)到最優(yōu)化的問(wèn)題。

人因需求：視覺(jué)上看得清，心理上看得舒適，健康方面眩光小；

燈具照明需求：視覺(jué)上足夠亮，眩光小，效率高，節(jié)能；

環(huán)境需求：資源上可再生、節(jié)能；環(huán)境和諧，舒適。

2)從人因工效學(xué)觀念考察道路照明的主要服務(wù)對(duì)象是駕駛員而非行人。道路照明的主要是為駕駛員服務(wù)的，應(yīng)該以駕駛員的視覺(jué)感受為基礎(chǔ)進(jìn)行照明設(shè)計(jì)和測(cè)量。道路照明除了提供路面照明外，還要提供路面目標(biāo)的照明；前者提供駕駛員觀察視場(chǎng)的背景照明，后者則提供視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)照明，兩者的亮度差異或者色度差異均能為駕駛員提供識(shí)別目標(biāo)的照明；路面背景照明主要由逆向燈光提供，而目標(biāo)照明則相反，它主要由順向光提供。

3)動(dòng)態(tài)測(cè)量契合人因工程學(xué)的需求。道路照明動(dòng)態(tài)測(cè)量符合駕駛員的視覺(jué)感受；駕駛員在行駛過(guò)程中觀察路面，是動(dòng)態(tài)的、全過(guò)程的；行駛過(guò)程中眩光對(duì)駕駛員的影響也是動(dòng)態(tài)的、全過(guò)程的(見(jiàn)圖1和圖2)；只有采用動(dòng)態(tài)測(cè)量路面的照明質(zhì)量才能真正反映駕駛員的真實(shí)感受。

我們有必要按照人因工效學(xué)的要求，仿照駕駛員的觀察視線(xiàn)，動(dòng)態(tài)地測(cè)量整個(gè)被測(cè)區(qū)域的亮度及其均勻性，有必要按照光的傳播路徑，以所傳播的光強(qiáng)這個(gè)光學(xué)量的變換為主線(xiàn)來(lái)計(jì)算駕駛員在駕駛過(guò)程中觀察視線(xiàn)上的路面亮度及其均勻性；研究分析各種典型路面材質(zhì)對(duì)于各種角度的入射光的反射系數(shù)表。研究路面亮度計(jì)算的建模、編程和軟件制作。

5 道路照明動(dòng)態(tài)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)

1)契合人體工效學(xué)的需求；符合駕駛員的視覺(jué)感覺(jué)?？梢詣?dòng)態(tài)地記錄下駕駛員觀察到的路面亮度和路面均勻度；可以記錄下駕駛員感覺(jué)到的最大眩光在何處、有多大。

2)客觀、準(zhǔn)確、可靠。測(cè)量的數(shù)據(jù)比逐點(diǎn)測(cè)量法客觀，大大減少主觀因素的影響，提供的是全過(guò)程、不同觀察位置的測(cè)量數(shù)據(jù)，因而準(zhǔn)確、可靠的多。為今后開(kāi)展道路照明的評(píng)價(jià)研究及燈具的光學(xué)設(shè)計(jì)提供客觀的依據(jù)。

3)快速，不必封鎖道路。往常幾個(gè)小時(shí)的工作量，現(xiàn)在動(dòng)態(tài)測(cè)量每條車(chē)道只要半分鐘就可以，大大降低光環(huán)境隨時(shí)間變化的影響，不必封鎖道路；而且提供的信息量比往常測(cè)量提供的信息量多得多。

4)獲取的信息量大。除了能提供在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定的姿態(tài)下測(cè)得的靜態(tài)亮度、亮度均勻度、眩光外，還能提供大量的動(dòng)態(tài)信息，便于更完整、更全面地評(píng)估道路照明質(zhì)量。

6 動(dòng)態(tài)測(cè)量的難度

動(dòng)態(tài)測(cè)量需要解決的難題和他的優(yōu)點(diǎn)一樣突出。

1)動(dòng)態(tài)測(cè)量與靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的差異。目前，動(dòng)態(tài)測(cè)量首先要滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)和CIE等相關(guān)文件、標(biāo)準(zhǔn)的要求，而這些要求是基于靜態(tài)測(cè)量的條件下提出的，這和動(dòng)態(tài)測(cè)量狀態(tài)大相徑庭，如何滿(mǎn)足這些要求？在最早關(guān)注動(dòng)態(tài)測(cè)量的EN標(biāo)準(zhǔn)中，提出了在動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，觀察者和布點(diǎn)可能很難或無(wú)法達(dá)到CIE或EN等對(duì)觀察者位置和布點(diǎn)位置的相關(guān)要求；這反映了動(dòng)態(tài)測(cè)量的難度。難，不等于無(wú)法克服！動(dòng)態(tài)測(cè)量中必須含有這個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)”的測(cè)量值。

2)動(dòng)態(tài)測(cè)量要提供全方位的路面照明信息。為滿(mǎn)足駕駛員的需求，動(dòng)態(tài)測(cè)量除了提供定點(diǎn)測(cè)量中符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)據(jù)外，還要提供觀測(cè)視線(xiàn)在經(jīng)過(guò)測(cè)試路段所看到的全過(guò)程、全方位路面照明信息，以供更全面、更完整地評(píng)價(jià)路面照明；我們要如何做到？

3)如何保障測(cè)量精度？動(dòng)態(tài)測(cè)量中，觀測(cè)角縱向相差0.10，則觀測(cè)點(diǎn)相差可達(dá)9 m左右，為保證動(dòng)態(tài)測(cè)量精度，其測(cè)量軸線(xiàn)要穩(wěn)定，測(cè)量點(diǎn)的定位要準(zhǔn)確，否則測(cè)量就毫無(wú)意義；我們?nèi)绾蝸?lái)保證？

4)我們關(guān)心的是哪種平均亮度值？哪種亮度均勻度？動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，測(cè)量區(qū)內(nèi)有2～4條車(chē)道，甚至更多，每條車(chē)道起碼提供十多幅路面亮度圖像，每幅圖像均有大量路面亮度信息，如何處理這海量的信息？我們要的是某一時(shí)刻的路面平均亮度及其均勻度，還是在同一視角前提下不同時(shí)刻的路面平均亮度及其均勻度？

從滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求出發(fā)，肯定是某一時(shí)刻下的亮度值及其均勻度。但從人因工效學(xué)考慮、從動(dòng)態(tài)觀測(cè)路面出發(fā)，如何選取路面各點(diǎn)的亮度值？如何計(jì)算路面亮度均勻度？這里有許許多多的結(jié)果，哪個(gè)(或者哪些)是我們所需的？這些問(wèn)題值得去探究和討論；同時(shí)考慮是否需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充實(shí)和修訂？

5)低亮度背景下的動(dòng)態(tài)測(cè)量，如何解決“拖影’問(wèn)題？因?yàn)椤皠?dòng)態(tài)”，要求曝光時(shí)間短，而路面反射光的亮度又很低，這對(duì)像面光敏元件——CCD或CMOS的靈敏度要求很高；靈敏度不夠圖像就會(huì)產(chǎn)生“拖影”，如何解決圖像的“拖影”問(wèn)題？目前很難達(dá)到要求，有否其他解決辦法？我們應(yīng)該怎么解決？

總之，道路照明動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)多多，但也困難重重；不過(guò)，辦法總會(huì)比困難多。大家也一直在努力實(shí)踐著。

7 道路照明動(dòng)態(tài)測(cè)量的信息處理

一種新技術(shù)的出現(xiàn)往往會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)革命性的飛躍，就如藍(lán)光LED的出現(xiàn)，帶來(lái)了照明一場(chǎng)飛躍，一次更新?lián)Q代；一種新設(shè)備的出現(xiàn)，往往也會(huì)給我們一種觀察事物新利器；相似的道理，車(chē)載動(dòng)態(tài)測(cè)量設(shè)備給了我們一種觀測(cè)、分析道路照明新利器；它能很好的從駕駛員的角度來(lái)考核路面照明的質(zhì)量。它能在很短的時(shí)間內(nèi)(約20 s/一條車(chē)道)獲得大量的照明信息，而且其效果猶如駕駛員現(xiàn)場(chǎng)觀察一般；對(duì)于這些信息如何去取舍？如何去分析？確實(shí)是我們應(yīng)該認(rèn)真考慮的問(wèn)題。

道路照明的各項(xiàng)指標(biāo)由各軟件包根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算給出，在計(jì)算時(shí)需注意以下內(nèi)容。

1)首先應(yīng)有從圖片上確定測(cè)量區(qū)域的功能軟件。

2)要有符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定的狀態(tài)下獲取的照明指標(biāo)。在海量的圖像信息中提取有用信息時(shí)，應(yīng)該注意：要有符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定的狀態(tài)下獲取的照明指標(biāo),比如：CIE對(duì)測(cè)量路面亮度的測(cè)量點(diǎn)位置、測(cè)量角度的規(guī)定；雖然這個(gè)規(guī)定現(xiàn)在看來(lái)，有相當(dāng)?shù)木窒扌?，不甚合理，但是在?dāng)時(shí)具有一定的方便性，既然標(biāo)準(zhǔn)文件中規(guī)定了這個(gè)要求，我們應(yīng)該兼顧到它。

3)路面平均亮度的理解。從字面上很好理解，即路面上各點(diǎn)亮度的平均值，問(wèn)題是：這么大量的亮度信息，究竟哪些能代表路面各點(diǎn)的亮度？當(dāng)然，按照CIE、GB規(guī)定的狀態(tài)下測(cè)得的數(shù)據(jù)固然可用，也是必須要給出的；但是，定點(diǎn)測(cè)量能否代表全方位全過(guò)程測(cè)量？其實(shí)，有兩種路面平均亮度供我們選擇：一種是駕駛員在保持觀察姿態(tài)下經(jīng)過(guò)整個(gè)測(cè)量區(qū)域，在各個(gè)瞬間所見(jiàn)到的路面亮度，由此計(jì)算出路面平均亮度；這種測(cè)量方式，各亮度值前后相距時(shí)間較長(zhǎng)，與駕駛員的視覺(jué)感受相距較遠(yuǎn)，依此算出的平均亮度值是否可用？

另一種是駕駛員在行進(jìn)途中某一瞬間所見(jiàn)到的路面平均亮度，一般，每車(chē)道采樣十個(gè)亮度數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)，每條車(chē)道可以采集到十種路面平均亮度；其實(shí)，標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定的定點(diǎn)測(cè)量只是這其中的一個(gè)特例。我們究竟是將所有瞬間測(cè)得的路面平均亮度中最差者作為測(cè)量結(jié)果、還是應(yīng)該取平均值作為測(cè)量結(jié)果、還是某一定點(diǎn)測(cè)得的數(shù)據(jù)作為測(cè)量結(jié)果？依據(jù)在哪里？是否符合駕駛員的真實(shí)感受？

4)兩種“路面亮度總均勻度”的取舍。在提供的圖像信息中，有兩種“路面亮度總均勻度”：一種是從測(cè)量的某一瞬間獲取的圖像上計(jì)算出來(lái)的路面亮度總均勻度，另一種是在整個(gè)測(cè)量區(qū)域內(nèi)司機(jī)保持視角不變前提下，在全過(guò)程中觀察到的亮度總均勻度；很顯然，后者取樣時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，計(jì)算出來(lái)的“路面亮度總均勻度”沒(méi)有多大意義；而前一種在測(cè)量過(guò)程中則有許許多多的“瞬間亮度總均勻度”，標(biāo)準(zhǔn)文件中規(guī)定的測(cè)量位置只是其中的一個(gè)“瞬間”，是以各瞬間的亮度總均勻度的平均值來(lái)評(píng)價(jià)，還是以某一瞬間的亮度總均勻度來(lái)評(píng)價(jià)？根據(jù)何在?

5)兩種“路面亮度縱向均勻度”含義。同樣也存在著兩種路面亮度縱向均勻度的計(jì)算方式：一個(gè)是從測(cè)量的某一瞬間獲取的圖像上計(jì)算出來(lái)的路面亮度縱向均勻度，另一個(gè)是在整個(gè)測(cè)量區(qū)域內(nèi)司機(jī)保持視角不變前提下，在全過(guò)程中觀察到的縱向亮度均勻度；前者表示司機(jī)在行駛過(guò)程的各個(gè)瞬間所見(jiàn)到的路面亮度縱向均勻度，其中含有標(biāo)準(zhǔn)文件中要求的某一測(cè)量位置和狀態(tài)；后者則表示司機(jī)在駕駛過(guò)程中感覺(jué)到的路面亮度縱向均勻度，EN13201-4中曾提出：“在測(cè)量路面亮度和隧道照明亮度時(shí)，如果亮度計(jì)的位置始終平行于路的方向，就意味著觀察者在測(cè)量的時(shí)候始終在測(cè)量點(diǎn)的縱向線(xiàn)上。這樣的測(cè)試結(jié)果應(yīng)該表明為‘移動(dòng)觀察者觀察的亮度均勻性’”這是因?yàn)椋哼@種方式在一個(gè)車(chē)道上測(cè)量縱向亮度均勻度的時(shí)間只有幾秒鐘，在這幾秒鐘時(shí)間內(nèi)駕駛員在移動(dòng)的目視點(diǎn)見(jiàn)到的是連續(xù)變化的亮度，其均勻度應(yīng)是一個(gè)重要指標(biāo)。

6)眩光測(cè)量。(a)測(cè)量姿態(tài)的確定。眩光測(cè)量姿態(tài)應(yīng)與亮度的測(cè)量姿態(tài)相同。即距地1.5 m高，觀測(cè)視線(xiàn)為正前方向下1°。(b)眩光源邊界的確定。光源的光強(qiáng)分布曲線(xiàn)是連續(xù)的，眩光源的邊界應(yīng)有一個(gè)閾值來(lái)限定。(c)光幕亮度的計(jì)算。光幕亮度Ls=k1×Σ(Es/θ2)，其中θ是視線(xiàn)和產(chǎn)生眩光的燈具中心(發(fā)出的光線(xiàn)所夾)的角度，單位為度。此公式在0.05 cd/m2

7)路燈的色溫，顯色指數(shù)測(cè)量位置選擇。有燈下點(diǎn)測(cè)量，燈具發(fā)光面垂線(xiàn)下測(cè)量，還有用路面各點(diǎn)的色溫和顯色指數(shù)取均值來(lái)計(jì)算的；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB規(guī)定：應(yīng)在發(fā)光口面的垂線(xiàn)下測(cè)量，軟件應(yīng)取值于燈下點(diǎn)的測(cè)量值。

[1] 城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):CJJ 45—2015[S].

[2] 公路照明技術(shù)條件:GB/T 24969—2010[S].

[3] 照明測(cè)量方法:GB/T 5700—2008[S].

[4] Road lighting brightness and intensity of illumination calculation and measurement:CIE 30—1976 [S].

[5] Glare and uniformity in road lighting installations:CIE 31—1976[S].

[6] Lighting of roads for motor and pedestrian traffic:CIE 115—2010[S].

[7] Design methods for lighting of roads:CIE 132—1998[S].

[8] Guide to the lighting of urban areas:CIE 136—2000[S].

[9] Road lighting calculations:CIE 140—2000[S].

[10] Road lighting Part 3:Calculation of performance:EN 13201—3[S].

[11] Road lighting Part 4: Methods of measuring lighting performance:EN 13201—4[S].

Research on the Local Measurement Method of Road Lighting

YE Rongnan1，YE Dan2，MA Chengbai1

(1.XiamenOptoelectronicsManufacturesAssociation,Xiamen361003,China; 2.XiamenIngolDigitalTechnologyCo.,LTD,Xiamen361005,China)

The principles of road lighting, its current situation and the development of luminance measurement were introduced. The rationality of the road lighting dynamic measurement and its advantages were analyzed. Finally, the key points were presented that should be noted while dealing with the information during the process of road lighting dynamic measurement.

road lighting；luminance；glare；local dynamic measurement；measurement method

國(guó)家國(guó)際科技合作專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目：LED 照明現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法研究及評(píng)價(jià)

TM923

A

10.3969/j.issn.1004-440X.2017.01.019