■陳冬青

（福建省福泉高速公路有限公司，福州 350000）

道路標線通過傳遞給交通參與者標準化信息來疏導交通，可有效提高通行能力，且對交通安全起著十分重要的作用[1]。2018 年3·15 晚會播出了道路交通標線存在問題[2]，為此相關政府部門立即進行了“公路標線質量控制專項治理工作”。

道路標線逆反射亮度系數(shù)直接反應標線視認性能[3]，是判斷標線養(yǎng)護的重要依據(jù)。 已有的標線逆反射亮度系數(shù)檢測分為手持式靜態(tài)檢測和車載式動態(tài)檢測[4]。 手持設備主要應用于公路交工驗收，但交通標線檢測的意義主要在公路運營養(yǎng)護期，確保交通運行高效、安全，標線養(yǎng)護規(guī)模龐大導致標線檢測高頻多次，而手動檢測費時、費力、不安全，數(shù)據(jù)采集不及時、缺乏可靠性[5]，嚴重影響我國道路交通標線的質量，故車載逆反射亮度系數(shù)測量儀的推廣使用迫在眉睫。

車載標線逆反射亮度系數(shù)測量儀， 能連續(xù)、多頻率采集大量不同環(huán)境下的道路標線逆反射系數(shù)，及時可靠反映道路標線問題， 進一步提升公路安全。 利用實時采集數(shù)據(jù)構建公路標線“互聯(lián)網+”養(yǎng)護數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，信息化、智能化手段的應用可使公路路面標線檢測大為簡化， 提高標線管養(yǎng)效率，降低標線管養(yǎng)成本，對于推動我國的公路交通安全基礎設施智能化養(yǎng)護具有十分重要的意義。

國外現(xiàn)有產品有RoadVista （美國）[6]、Zehntner（瑞士）[6]、DELTA（丹麥）[7]、Easylux（巴西）[7]，都采用車載儀器采集高亮度反光安全服、夜間道路安全標志標線以及具有反光性能材料的逆反射亮度系數(shù)數(shù)值。 國外產品在國內目前應用不多，且缺失數(shù)據(jù)獲取方式及數(shù)據(jù)來源機制機理，無法驗證其可靠性，也不利于開展相關研究及國內相關產業(yè)生態(tài)發(fā)展。國內產品主要有北京京衢[9]、四川京煒生產，北京京衢手持式標線逆反射檢測設備已得到市場廣泛認可，車載式標線逆反射亮度系數(shù)檢測設備也研發(fā)2 年有余。

本研究采用北京京衢RP-MR11 車載式標線逆反射亮度系數(shù)測量儀和RP-R18 手持式交通標線逆反射亮度系數(shù)測量儀分別采集北京市房山區(qū)依山路普通標線以及G15 福泉高速福州收費站—鏡洋收費站雨夜標線、預成型標線帶、普通標線的逆反射亮度系數(shù)，對比分析兩種標線檢測方法的檢測數(shù)據(jù)，分析車載測量儀應用于逆反射亮度系數(shù)測量的準確性及可行性。

1 試驗設計

1.1 測試儀器

RP-MR11 車載標線逆反射亮度系數(shù)測量儀，見圖1；RP-R18 手持標線逆反射亮度系數(shù)測量儀，見圖2。

圖1 RP-MR11 車載式逆反射亮度系數(shù)測量儀

圖2 RP-R18 手持式逆反射亮度系數(shù)測量儀

1.2 測試路段

采集北京某路段以及G15 福泉高速鏡洋收費站—福州收費站400 m 雨夜標線、260 m 預成型標線帶、200 m 普通標線。

1.3 測試方法

1.3.1 靜態(tài)測量

使用手持式測量儀，測量路段連續(xù)樁號的逆反射亮度系數(shù)，取該樁號多次測量平均值作為該逆反射亮度系數(shù)。

1.3.2 動態(tài)測量

測試車到達起始樁號位置時開始測量，到達終點標記時結束測量，存儲記錄測量數(shù)據(jù)，排除異常數(shù)據(jù)。 車輛行駛過程會產生偏位、偏航、俯仰、滾轉等運動，導致車載逆反射亮度系數(shù)測量儀無法保證其測量的幾何體條件，使測量結果偶然誤差較大，且未進行校正的原始數(shù)據(jù)也可以看出實際車載采集數(shù)據(jù)上下波動較大，故測量結果采用10 m/15 m測量單元范圍內的逆反射亮度系數(shù)平均值。 在較大的誤差影響下，本研究在剔除異常數(shù)據(jù)時采用較為簡單的方式，即剔除超過該段測量均值10%，由于測試路段環(huán)境不同，此值應適當調整。 得到標線連續(xù)樁號的逆反射亮度系數(shù)，在進行車載與手持方式對比時，車載數(shù)據(jù)取3 次測試數(shù)據(jù)的平均值，以排除行車不規(guī)范和其他偶然因素導致的系統(tǒng)誤差。

1.4 動、靜態(tài)測量對比方法及測試誤差計算

動、靜態(tài)測量得到的都是連續(xù)樁號的逆反射亮度系數(shù)，動、靜態(tài)測量測量結果對比時采用的是10 m/15 m 平均值進行對比，原因如下：（1）單獨針對樁號的逆反射亮度系數(shù)測量隨機性太強，即使同一臺儀器、同一位置，儀器方向、角度稍有不同，所測得的逆反射亮度系數(shù)也不同；（2）動、靜態(tài)樁號存在誤差，單獨對比各樁號的動、靜態(tài)標線逆反射亮度系數(shù)難度太大；（3）若10 m/15 m 的平均值可表達該段落內標線的可視性對標線養(yǎng)護提出的要求，就沒有對比各樁號的動、靜態(tài)標線逆反射亮度系數(shù)的必要性。

測試誤差計算方法如下：

（1）相對標準偏差：

式中： S—樣本標準誤差；xi—第i 個樣本檢測逆反射亮度系數(shù)；x—樣本檢測逆反射亮度系數(shù)算數(shù)平均值；n—樣本個數(shù)。

（2）測試值誤差：

式中：R—示值誤差；R靜—靜態(tài)檢測測點平均值；R動—動態(tài)檢測測點平均值。

2 結果與分析

2.1 車載動態(tài)與手持設備靜態(tài)測試數(shù)據(jù)對比

采用RP-MR11 和RP-R18 對北京市房山區(qū)依山路某路段標線進行逆反射亮度系數(shù)采集，某一標線測點數(shù)值為10 m 內采集平均值， 得到車載動態(tài)與手持設備靜態(tài)測試數(shù)據(jù)對比結果見圖3。 該路段共15 組車載動態(tài)與手持設備靜態(tài)測試數(shù)據(jù)平均誤差1.00%，最大相對標準偏差7.58%，有13 組數(shù)據(jù)誤差不超過5%， 說明在誤差允許的特定條件下，RP-MR11 替代RP-R18 進行數(shù)據(jù)采集是可行的。

圖3 車載靜態(tài)與手持設備靜態(tài)測試數(shù)據(jù)對比

2.2 高速雨夜標線車載動態(tài)與手持靜態(tài)測試數(shù)據(jù)對比（路段1：K0+000-400）

采用RP-MR11 和RP-R18 對G15 福泉高速福州收費站—鏡洋收費站（路段1：K0+000-400）雨夜標線逆反射亮度系數(shù)進行采集，某一標線測點數(shù)值為15 m 內采集平均值， 得到車載動態(tài)與手持設備靜態(tài)測試數(shù)據(jù)對比結果見圖4。該路段27 組車載動態(tài)與手持設備靜態(tài)測試數(shù)據(jù)平均誤差-0.55%，最大誤差6.31%，26 組數(shù)據(jù)誤差不超過5%，說明在誤差允許的特定條件下，RP-MR11 替代RP-R18 進行雨夜標線逆反射亮度系數(shù)數(shù)據(jù)采集是可行的。

圖4 高速雨夜標線車載動態(tài)與手持靜態(tài)測試數(shù)據(jù)對比

2.3 高速普通標線車載動態(tài)與手持靜態(tài)測試數(shù)據(jù)對比（路段2： K0+400-600）

采用RP-MR11 和RP-R18 對G15 福泉高速福州收費站—鏡洋收費站（路段2： K0+400-600）普通標線逆反射亮度系數(shù)進行采集，某一標線測點數(shù)值為15 m 內采集平均值， 得到車載動態(tài)與手持設備靜態(tài)測試數(shù)據(jù)對比結果見圖5。 該路段9 組車載動態(tài)與手持設備靜態(tài)測試數(shù)據(jù)平均誤差-0.94%，最大誤差1.79%，誤差均不超過5%，說明在誤差允許的特定條件下，RP-MR11 替代RP-R18 進行普通標線逆反射亮度系數(shù)數(shù)據(jù)采集是可行的。

圖5 高速普通標線車載動態(tài)與手持靜態(tài)測試數(shù)據(jù)對比

2.4 車載不同時速下動態(tài)測試數(shù)據(jù)分析

采用RP-MR11 對北京市房山區(qū)依山路某路段普通標線進行逆反射亮度系數(shù)采集，某一標線測點數(shù)值為10 m 內采集平均值， 得到車載不同時速下動態(tài)測試數(shù)據(jù)對比結果見圖6。該路段10 組車載不同時速下動態(tài)測試數(shù)據(jù)平均誤差2.64%，最大誤差相對標準偏差4.23%，誤差均不超過5%，說明在誤差允許的特定條件下，RP-MR11 基本不受車速影響，進行高頻多次的標線逆反射亮度系數(shù)數(shù)據(jù)采集是可行的。

圖6 車載不同時速下動態(tài)測試數(shù)據(jù)對比

2.5 車載不同光照度情況下（正午和傍晚）測試數(shù)據(jù)對比

采用RP-MR11 和RP-R18 對G15 福泉高速福州收費站—鏡洋收費站雨夜標線逆反射亮度系數(shù)標線進行逆反射亮度系數(shù)采集，某一標線測點數(shù)值為10 m 內采集平均值，對不同光照度情況下（正午和傍晚）測試數(shù)據(jù)對比，得到車載不同光照度情況下（正午和傍晚）測試數(shù)據(jù)對比結果見圖7。 該路段10 組數(shù)據(jù)車載不同光照度情況下（正午和傍晚）動態(tài)測試數(shù)據(jù)平均誤差2.96%，最大誤差相對標準偏差8.20%，9 組數(shù)據(jù)誤差均不超過5%，說明在誤差允許的特定條件下，RP-MR11 基本不受光照影響，進行高頻多次的標線逆反射亮度系數(shù)數(shù)據(jù)采集是可行的。

圖7 車載不同光照度情況下（正午和傍晚）測試數(shù)據(jù)對比

2.6 車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)對比

2.6.1 車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)對比（路段1：K0+000-200）

采用RP-MR11 和RP-R18 對G15 福泉高速福州收費站—鏡洋收費站（路段1：K0+000-200）雨夜標線逆反射亮度系數(shù)進行采集，某一標線測點數(shù)值為10 m 內采集平均值， 對車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)對比，得到車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)對比結果見圖8。該路段20 組車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)平均誤差2.64%，最大誤差相對標準偏差4.23%，誤差均不超過5%，說明在誤差允許的特定條件下，RP-MR11 基本不受測試時間段影響，進行高頻多次的標線逆反射亮度系數(shù)數(shù)據(jù)采集是可行的。

圖8 車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)對比

2.6.2 不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)對比（路段2：K0+200-400）

采用RP-MR11 和RP-R18 對G15 福泉高速福州收費站—鏡洋收費站（路段1：K0+200-400）雨夜標線逆反射亮度系數(shù)進行采集，某一標線測點數(shù)值為10 m 內采集平均值， 對車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)對比，得到車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)對比結果見圖9。該路段20 組車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)平均誤差3.38%，最大誤差相對標準偏差6.64%，19 組數(shù)據(jù)誤差均不超過5%，說明在誤差允許的特定條件下，RP-MR11 基本不受測試時間段影響，進行高頻多次的標線逆反射亮度系數(shù)數(shù)據(jù)采集是可行的。

圖9 車載不同時段高速雨夜標線測試數(shù)據(jù)對比

2.7 車載不同時段高速普通標線測試數(shù)據(jù)對比（路段2： K0+400-600）

采用RP-MR11 和RP-R18 對G15 福泉高速福州收費站—鏡洋收費站（路段2： K0+400-600）普通標線逆反射亮度系數(shù)進行采集，某一標線測點數(shù)值為10 m 內采集平均值，對車載不同時段高速普通標線測試數(shù)據(jù)對比，得到車載不同時段高速普通標線測試數(shù)據(jù)對比結果見圖10，該路段20 組車載不同時段高速普通標線測試數(shù)據(jù)平均誤差0.94%，最大誤差相對標準偏差1.79%，誤差均不超過5%，說明在誤差允許的特定條件下，RP-MR11 基本不受測試時間段影響，進行高頻多次的標線逆反射亮度系數(shù)數(shù)據(jù)采集是可行的。

圖10 車載不同時段高速普通標線測試數(shù)據(jù)對比

3 測試結果綜合分析

由表1 可知：（1）雖然各類誤差最大值較大，但誤差離散度（波動幅度）均在3%以內，使以下結論更可靠；（2）某一標線測點數(shù)值為10 m（測試1、4、5、6、7）、15 m（測試2、3）內對誤差無明顯影響，說明標線測點取值≥10 m， 均不會影響標線逆反射亮度性能評價；（3）測試1、2 和3 車載動態(tài)與手持靜態(tài)測試對比誤差平均值、離散度均較小，且誤差≤5%所占比例均大于90%， 說明在誤差允許的特定條件下，車載式替代手持式可行；（4）不同時段（14：00、15：00、16：00）、不同類型標線，車載動態(tài)與手持靜態(tài)測試對比誤差平均值均較小，說明車載式替代手持式可行；（5）由于車輛運行的偶然性，車載相對偏差較大，誤大于5%所占比例甚至大于33.33%，但測試1、2、3 通過多次測量取其平均值可有效降低車載與手持測試數(shù)據(jù)的偏差，說明車輛運行的不確定性引起偶然誤差較大， 需通過規(guī)范車載檢測方法， 或增加采集次數(shù)可減小偶然誤差。

表1 測試結果匯總

4 結語

我國有龐大的公路網絡，并且每年仍在以兩位數(shù)增長，新技術具有廣闊的應用前景。 新的智能檢測方法不僅推動了車載標線逆反射亮度系數(shù)數(shù)據(jù)采集自動化，且與管養(yǎng)技術融合后，可使公路路面標線管養(yǎng)大為簡化，從而較大幅度提高標線管養(yǎng)效率，降低標線管養(yǎng)成本，對于推動我國的公路路面標線管養(yǎng)信息化、可視化具有十分重要的意義。 此外，隨著數(shù)據(jù)的積累，還可研究其與交通安全的關系，具有較大的市場需求和應用前景。