CN101975609A - 一种道路照明照度的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路照明照度的测试方法，包括如下步骤：1、以道路两侧矩形排布的四根灯杆为基准横纵向分别等间隔分成M×N的矩形单元。2、分别检测每一矩形单元中心点的照度值，其中，四根灯杆所在矩形单元的照度以E₀表示，其他位于边缘矩形单元的照度以E₁表示；中部矩形单元的照度以E₂表示。3、利用加权计算方法获得平均照度。本发明的检测方法具有布点科学、结果更准确、测试效率更高的优点。

Description

一种道路照明照度的测试方法

技术领域

本发明涉及一种照度的检测方法，更具体地说，涉及路灯道路照明照度的检测方法。

背景技术

半导体发光二极管(LED)作为一种新型光源，与传统光源相比具有很多优点，例如体积小、重量轻、节省空间、光谱范围广、易于设计、能耗低等。而且可靠性好、寿命长，有着广阔的发展前景。

随着国家城市建设进程的加快和节能减排战略的落实，LED路灯产品在实际中的应用也会越来越广泛。由于路灯铺设在室外，具有环境变化大、供电时间集中、测试环境危险和实施测试方案困难等很多特殊性，而路灯的质量及其稳定性又直接关系到交通运输的顺畅和人民生命财产的安全；同时，汽车驾驶员要在道路上安全、迅速和舒适地行驶，需要可靠地察觉出障碍物的存在而且有一定的视觉舒适感，为此必须具备良好的视觉条件，而道路照度测试是评价道路照明功能的重要手段和依据。因此有必要选择科学高效的方法对LED路灯进行现场测试。

目前，传统的测量方法有四点法和中心法两种，其中四点法(如图1所示)测量点的数量多而且选定困难，而且在机动车道路与人行道路的重合处还会出现道路测量点重合的问题。而中心布点法对测量结果的计算和处理方法不够精确。因此，将两种测试方法相结合进行道路照明照度测试具有重要的现实意义。

发明内容

鉴于四点法和中心法检测照明照度存在的问题，本方案提出一种改进的方法进行道路照度测试，旨在提供一种布点科学、结果准确、效率较高的检测方法。

为了达到上述目的，本发明一种道路照明照度的测试方法，包括如下步骤：

1、以道路两侧矩形排布的四根灯杆为基准横纵向分别等间隔分成M×N的矩形单元。

2、分别检测每一矩形单元中心点的照度值。其中，四根灯杆所在矩形单元的照度以E₀表示，其他位于边缘矩形单元的照度以E₁表示；中部矩形单元的照度以E₂表示。

3、利用如下公式获得平均照度

$\mathrm{Eav}=\frac{(\mathrm{\Σ}{E}_0+2\mathrm{\Σ}{E}_1+4\mathrm{\Σ}{E}_2)}{4+2\×(M-2)\×2+2\×(N-2)\×2+4\×(M-2)\×(N-2)}$

当两灯杆之间距离大于30米时，M取大于10小于20的整数，N取大于3小于9的整数。

利用本发明的检测方法，检测单只灯杆点亮状态下的照度、两只灯杆点亮状态下的照度、三只灯杆点亮状态下的照度以及四只灯杆点亮状态下的照度，通过与LED灯出厂参数的对比，其测量结果更接近这些参数。而且在实际测量中，获得的平均照度也更适用于道路照明的要求。综合来说，本发明具有如下优点：

1、布点更科学。避免了机动车道测量点与人行道测量点相重合的问题。

2、结果更准确。采用的是加权平均的算法，既考虑到某些数值的特殊性，又考虑到计算的整体性。该公式将测量值分类后乘以相应的系数，并且考虑到布点区域(M*N)，因此计算的平均值更加精确。

3、测试效率更高。在区域面积相同的条件下，使用改进的测量方法，节省了30％的测量时间。

附图说明

图1是现有技术照度测试方法中的布点方法示意图；

图2是本发明照度测试方法中的布点方法示意图。

具体实施方式

本发明检测方法与现有技术不同之处在于，如图2所示以道路两侧矩形排布的四根灯杆1为基准横纵向分别等间隔分成M×N的矩形单元。附图中箭筒表示的方向为道路的延伸方向。根据上述单元的分隔方式，检测人员需要分别检测每一矩形单元中心点的照度值，其中，四根灯杆所在矩形单元的照度以E₀表示，其他位于边缘矩形单元的照度以E₁表示；中部矩形单元的照度以E₂表示。而后利用如下公式获得平均照度：

$\mathrm{Eav}=\frac{(\mathrm{\Σ}{E}_0+2\mathrm{\Σ}{E}_1+4\mathrm{\Σ}{E}_2)}{4+2\×(M-2)\×2+2\×(N-2)\×2+4\×(M-2)\×(N-2)}---\left(a\right)$

此外，上述公式中，E₀表示的四个点的照度值并不一定相等(或存在部分值相等的情况)，而∑E₀表示四个点处照度值的和。同理，公式中其他位于边缘的各个矩形单元的照度值E₁也可以各不相同(或存在部分值相等的情况)，相应的∑E₁表示其他位于边缘各个矩形单元照度值的和。同样，中部各个矩形单元的照度值E₂也可以各不相同(或存在部分值相等的情况)，而∑E₂中部各个矩形单元的照度值的和。

实施例1

再以图2为例具体说明本方法，首先把道路同一侧两灯杆间的测量路段划分成图中4×4大小相等的矩形网格，然后再把测量点设在网格中心，用照度计测量各点的照度值。利用上述公式(a)计算平均照度

其中，E_av为平均照度值，E 0为图一中测量区4个角处网格测量点的照度值；E1为图一中测量区域外围除4个角处各网格测量点的照度值；E2为图一中测量区4个外边以内网格测量点的照度值。

现有技术中平均照度计算公式是一般的加和平均，如下式：

$E_{\mathrm{av}}=\frac{\mathrm{\ΣE}}{N}---\left(b\right)$

其中N为测量点数，E_av仍然为平均照度值，E为测量点的照度值。

本发明由于采用加权平均的算法，既考虑到某些数值的特殊性，又考虑到计算的整体性。该公式将测量区域归纳为三类，第一类是四个灯杆正下方的位置；第二类是两灯杆中心位置；第三类是为除前两类之外的位置。第一类型测量区域(四个灯杆正下方的位置)的测量点的点数最少，也是司机使用频率最少的区域，将其乘以系数1，第二类型测量区域(两灯杆中心位置)的测量点是司机使用频率最多的区域，将其乘以系数4，第三类型区域测量点的使用频率介于第一类和第二类之间。将其乘以系数2，并且考虑到布点区域(M和N)，M为横向网格数，N为纵向网格数，如果两灯杆之间距离大于30米，则M取大于10小于20，N取大于3小于9。综上发明获得的平均照度值比现有技术平均照度的计算值更加精确和合理。

而且上述系数是通过大量数据计算获得的结果。具体说，通过选取若干不同参数计算获得照度值，而后依次与LED灯出厂状态参数对比，与实际道路测量数据对比，通过选择获得本发明提供的系数。这些系数不但适合实际照度标准的获得，而且具有计算方便快捷的特点。特别是在实际应用中，道路中间测得的照度值与实际检测获得的照度值更接近，因此这种检测结果也更适于实际道路照明检测的需要，具有指导意义。

综上所述，在测试区域相同的条件下，以图2分布方式，现有技术的测量方法需要测量25个点，而本发明的测试方法只需测量16个点。相比之下，测量时间要节省30％，而且有效地避免了传统四布点测试方法中机动车道测量点与人行道测量点相重合的问题，并且计算的平均照度值从道路的使用者司机的角度出发，更加精确。

实施例2

以大连市科技计划项目(2009A18GX016)中机动车道(滨海路实测路段)的照明情况检测为例。本发明公式中，M取10，N取3，检测后的结果如下表：

18.1	16.6	14.6	11.9	10.2	10.2	11.1	12.7	14.6	16.2
										23	19.6	15.8	12.9	11.0	10.2	11.2	13.5	17.0	21.6
15.8	21.5	15.9	10.9	8.6	7.8	7.2	6.8	8.8	12.3

以现有技术实施例1中的公式(b)计算，平均照度结果为13.6 lx；以上述公式(a)计算的平均照度结果为13.5 lx。而本发明改进的计算方法的值与国家道路照明规范和所测路段的LED产品的规格更为接近。

评价道路照明的另一个重要参数是照度均匀度，其计算方法是所有测量点中的最小照度与平均照度的比值，它是衡量所测LED路灯照射均匀程度的重要参数，如果照度均匀度的值过小，在路面上就会出现“斑马线”或“斑点”，会严重影响到司机和行人的视觉效果。由于本方案计算出的平均照度值比传统的计算方法更为精确，进而计算出的照度均匀度值也会更为精确。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种道路照明照度的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、以道路两侧矩形排布的四根灯杆(1)为基准横纵向分别等间隔分成M×N的矩形单元；

S2、分别检测每一矩形单元中心点的照度值，其中，四根灯杆所在矩形单元的照度以E₀表示，其他位于边缘矩形单元的照度以E₁表示；中部矩形单元的照度以E₂表示；

S3、利用如下公式获得平均照度：

$\mathrm{Eav}=\frac{(\mathrm{\Σ}{E}_0+2\mathrm{\Σ}{E}_1+4\mathrm{\Σ}{E}_2)}{4+2\×(M-2)\×2+2\×(N-2)\×2+4\×(M-2)\×(N-2)}.$

2.根据权利要求1所示道路照明照度的测试方法，其特征在于，步骤S3中，当两灯杆之间距离大于30米时，M取大于10小于20的整数，N取大于3小于9的整数。

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