CN112033909B - 一种隧道路面亮度系数在线测试方法及装置 - Google Patents

一种隧道路面亮度系数在线测试方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隧道路面亮度系数在线测试方法及装置，所述测试方法包括在被测路面原灯具位置架设测试装置，原灯具高H米，测试装置高h米；架设测试亮度计高1.5×h/H米，距离第一排测试点60×h/H米，与路缘距离为S×h/4H米；灯具设置出射光光轴平行于道路方向的侧向出光口，标准测量位置亮度计测试的侧向出光口光轴方向亮度为I1，测试位置亮度计测试的侧向出光口光轴方向亮度为I2，计算I1/I2结果为α；测量各测试点的水平照度计作Ai,测量各测试点的亮度计作Bi；根据公式α×Bi/Ai计算亮度系数。本发明能够准确测试特定灯具、路面对应的路面亮度系数，并能够直接用于路面照度到亮度的换算，无需坐标转换和数据内插生成，现场使用便捷，无需破坏路面取样，同时适用于多种距高条件下的路面亮度系数测量。

Description

一种隧道路面亮度系数在线测试方法及装置
技术领域
本发明涉及城市道路、公路、隧道照明领域，特别是涉及一种隧道路面亮度系数在线测试方法及装置。
背景技术
长期以来，我国公路、城市道路、隧道照明设计标准均以路面亮度作为核心指标，受限于测量技术和专用设备的欠缺，相应的检评标准则不得不以路面照度作为测试指标，亮度—照度之间的换算基本是通过路面亮度系数计算得到。
由于公路路面材料的多样性和应用现场的复杂性，至今为止，我国公路照明、城市道路照明有关路面亮度系数仅仅是简单的分为沥青路面和水泥混凝土路面，不仅没有体现路面材料的差异性，运营过程中路面亮度系数的变化也被忽略。尤其严重的是，为了便于计算，设计规范规定“平均亮度与平均照度间的换算系数宜实测确定；无实测条件时，黑色沥青路面可取15lx/(cd·m-2)，水泥混凝土路面可取10lx/(cd·m-2)”，但在实际应用中，这两个路面亮度系数的建议值完全被滥用，当材料实际亮度系数高于建议值的情况下，按照建议值建设的公路照明工程，其照明指标必然低于标准规定和安全需求，而且，规范规定上述两个系数仅适用于照度/亮度平均值的换算，路面亮度均匀度和纵向均匀度仍然无法得到，这也是部分路段可以通过检验，但照明效果欠佳、“斑马线”效应突出的重要原因之一。这一问题在我国公路照明领域已经存在多年，导致公路照明工程实施效果失控的同时，也制约了新型路面材料、节能照明技术的发展与应用。
由此可见，如何能创设一种新的隧道路面亮度系数在线测试方式及装置，实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种隧道路面亮度系数在线测试方法，使其能够准确测试特定灯具、路面对应的路面亮度系数，并能够直接用于路面照度到亮度的换算，无需坐标转换和数据内插生成，从而克服现有的路面亮度测量方法的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道路面亮度系数在线测试方法，包括步骤：
S1：测试装置和测试亮度计安装在沿道路行车方向右侧；
S2：在被测路面原灯具位置架设所述测试装置，原灯具几何中心距路面高度为H米，所述测试装置发光面几何中心距路面的高度h米，原灯具投影距离路面边缘的距离为L，则所述测试装置发光面几何中心距路面边缘的投影距离为L*h/H米；
S3：按照路面亮度的标准测试方法排布测试点，测试点横向、纵向间距均缩小为原始道路条件的h/H倍；
S4：架设测试亮度计，所述测试亮度计的高度为1.5×h/H米，所述测试亮度计距离第一排测试点的距离为60×h/H米，路面宽度为S米，则所述测试亮度计与测试装置一侧的路缘距离为S×h/4H米；
S5：标准测量位置的亮度计测试的侧向出光口光轴方向亮度为I1，测试位置亮度计测试的侧向出光口光轴方向亮度为I2，计算I1/I2结果为α；
S6：使用测试亮度计测量各测试点的水平照度计作Ai,使用测试亮度计测量各测试点的亮度计作Bi；
S7：根据公式亮度系数＝α×Bi/Ai计算各测试点的亮度系数。
作为本发明的一种改进，所述测试装置包括照明灯具和支架，所述照明灯具安装在支架的顶部，通过夹具能够调整照明灯具的高度和伸出支架的长度，所述照明灯具的出光面安装有矩形光阑，所述矩形光阑的长度和高度均能够进行调节。
此外，本发明还提供一种隧道路面亮度系数在线测试装置，使其使用方便，无需破坏路面取样，能够灵活测试横向、纵向大距高比条件下的路面亮度系数，从而克服现有的路面亮度测量工具的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道路面亮度系数在线测试装置，包括照明灯具和支架，所述照明灯具安装在支架的顶部，通过夹具能够调整照明灯具的高度和伸出支架的长度，所述照明灯具的出光面安装有矩形光阑，所述矩形光阑的长度和高度均能够进行调节。
作为本发明的一种改进，所述照明灯具的侧面开有侧出光口。
进一步地，所述照明灯具的出光面与水平面夹角不小于45°。
进一步地，所述照明灯具使用的光源为可更换光源。
进一步地，所述可更换光源为高压钠灯光源、荧光灯光源和LED光源。
进一步地，所述LED光源由至少两种不同色温的芯片构成，LED光源可调节的发光色温区间不小于2700K至6500K。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、可根据具体工程的实际情况，准确测试特定灯具、路面对应的路面亮度系数，弥补现有路面亮度系数测试方法与灯具光谱特点脱节的不足；
2、可根据实际测试需要灵活建立路面亮度系数的坐标系和选取点位，直接用于路面照度到亮度的换算，无需坐标转换和数据内插生成；
3、可在工程现场较为便捷、准确的测试路面亮度系数，无需破坏路面取样；
4、可通过调节灯具安装高度和光阑开口大小，灵活测试横向、纵向大距高比条件下的路面亮度系数。
5、可通过更换光源或调解光源参数，使测试结果符合实际应用场景的灯具、路面要求，减小照明光源光谱差异和路面材料光谱反射率曲线差异对测试结果的影响。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明提供的隧道路面亮度系数在线测试方法的系统布设示意图。
图2是本发明提供的隧道路面亮度系数在线测试方法的亮度修正测试示意图。
附图标记说明：1-测试装置；2-测试点；3-测试亮度计；4-标准测量位置的亮度计。
具体实施方式
本发明提供一种隧道路面亮度系数在线测试装置，所述测试装置1包括照明灯具和支架，所述照明灯具通过夹具安装固定在支架之上，调节夹具能够改变照明灯具的高度和伸出支架的距离，在照明灯具的出光面安装有矩形光阑，所述矩形观澜的长度和高度均可调，通过调节矩形光阑的长度和高度，能够让所述测试装置1更广泛的适用于各种不同距高比区域的测试需求，并且在使用本发明的测试装置1进行隧道路面亮度系数测试时，测试装置1发出的光可能会被隧道壁面反射至路面上，导致测试结果失准，调节光阑的大小能够有效的遮挡多余的出射光，避免因反射而影响测试结果。
优选的，所述照明灯具的侧面开有侧向出光口，所述可保证路面亮度系数测试用照明光和侧向距离修正用照明光的光谱分布相同，减小亮度计V(λ)修正的影响，V(λ)为人眼光谱效率函数。
优选的，所述照明灯具所用光源为可更换光源，至少包括高压钠灯光源、荧光灯光源和LED光源等，用以修正实际照明光源光谱差异和路面材料光谱反射率曲线差异对测试结果的影响。LED光源由至少两种不同色温的芯片构成，其可调节的发光色温区间不小于2700K至6500K，用以修正实际使用的不同色温LED光源光谱差异和路面材料光谱反射率曲线差异对测试结果的影响。
优选的，所述照明灯具的出光面与水平面呈不小于45°的夹角。
本发明还提供一种隧道路面亮度系数在线测试方法，使用上述测试装置进行隧道路面亮度系数的测试，测试步骤如下：
S1：测试装置1和测试亮度计3安装在沿道路行车方向右侧；
S2：在被测路面原灯具位置架设所述测试装置1，原灯具几何中心距路面高度为H米，所述测试装置1发光面几何中心距路面的高度h米，原灯具投影距离路面边缘的距离为L，则所述测试装置1发光面几何中心距路面边缘的投影距离为L*h/H米；
S3：按照路面亮度的标准测试方法排布测试点2，测试点2横向、纵向间距均缩小为原始道路条件的h/H倍；
S4：架设测试亮度计3，所述测试亮度计3的高度为1.5×h/H米，所述测试亮度计3距离第一排测试点2的距离为60×h/H米，路面宽度为S米，则所述测试亮度计3与测试装置1一侧的路缘距离为S×h/4H米；
S5：标准测量位置的亮度计4测试的侧向出光口光轴方向亮度为I1，测试位置的测试亮度计3测试的侧向出光口光轴方向亮度为I2，计算I1/I2结果为α；
S6：使用测试亮度计3测量各测试点2的水平照度计作Ai,使用测试亮度计测量各测试点的亮度计作Bi；
S7：根据公式亮度系数＝α×Bi/Ai计算各测试点的亮度系数。
需要说明的是，在路面亮度测试标准中，标准测量位置的亮度计4的架设高度为1.5米，距离道路边缘的距离是路面宽度的四分之一即S/4，距离第一排测试点2的距离为60米，由于在步骤S1中测试装置1与原灯具的高度比为h/H，因此在步骤S4中，测试亮度计3与标准测量位置的亮度计4以等比例h/H进行架设，这样的设置是为了将标准测试程序中所有数据等比例的缩放，既保证了测得的亮度系数的准确又能尽量减小封路距离。同时，由于光在空气中传播存在衰减，在S4中测试亮度计3的长度位置上进行了等比例缩减，其测得的数据与标准数据之间因光衰减度不同而产生差异，为了补偿此差异，在S5中分别测量标准测量位置亮度计测试的侧向出光口光轴方向亮度为I1，测试位置亮度计测试的侧向出光口光轴方向亮度为I2，以I1/I2的结果为α作为光衰减度的补偿系数。
需要进一步说明的是，所述测试亮度计3和标准位置的亮度计4在实际使用时为同一个亮度计在不同的位置进行测量，使用同一个亮度计进行测量可避免因亮度计本身的差异而造成测量误差。
对于长度较长的路段，如果每一处都进行亮度测试显然是不现实的，而且某些路段如处于转弯处的路段，因不满足标准测量方法的要求而无法进行直接测量，这时就需要用路面水平照度与亮度系数进行亮度换算。使用本发明提供的隧道路面亮度系数在线测试方法对某一路段进行亮度系数测试后，可直接套用至同一照明条件下的其他路段，得到准确的路面亮度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种隧道路面亮度系数在线测试方法，其特征在于，包括步骤：
S1：测试装置和测试亮度计安装在沿道路行车方向右侧；
S2：在被测路面原灯具位置架设所述测试装置，原灯具几何中心距路面高度为H米，所述测试装置发光面几何中心距路面的高度h米，原灯具投影距离路面边缘的距离为L，则所述测试装置发光面几何中心距路面边缘的投影距离为L*h/H米；
S3：按照路面亮度的标准测试方法排布测试点，测点横向、纵向间距均缩小为原始道路条件的h/H倍；
S4：架设测试亮度计，所述测试亮度计的高度为1.5×h/H米，所述测试亮度计距离第一排测试点的距离为60×h/H米，路面宽度为S米，则所述测试亮度计与测试装置一侧的路缘距离为S×h/4H米；
S5：标准测量位置的亮度计测试的侧向出光口光轴方向亮度为I1，测试位置的测试亮度计测试的侧向出光口光轴方向亮度为I2，计算I1/I2结果为α；
S6：使用测试亮度计测量各测试点的水平照度计作Ai,使用测试亮度计测量各测试点的亮度计作Bi；
S7：根据公式亮度系数＝α×Bi/Ai计算各测试点的亮度系数。
2.根据权利要求1所述的一种隧道路面亮度系数在线测试方法，其特征在于，所述测试装置包括照明灯具和支架，所述照明灯具安装在支架的顶部，通过夹具能够调整照明灯具的高度和伸出支架的长度，所述照明灯具的出光面安装有矩形光阑，所述矩形光阑的长度和高度均能够进行调节。
3.一种隧道路面亮度系数在线测试装置，应用于权利要求1或2所述的隧道路面亮度系数在线测试方法，其特征在于，包括照明灯具和支架，所述照明灯具安装在支架的顶部，通过夹具能够调整照明灯具的高度和伸出支架的长度，所述照明灯具的出光面安装有矩形光阑，所述矩形光阑的长度和高度均能够进行调节。
4.根据权利要求3所述的一种隧道路面亮度系数在线测试装置，其特征在于，所述照明灯具的侧面开有侧向出光口。
5.根据权利要求3所述的一种隧道路面亮度系数在线测试装置，其特征在于，所述照明灯具的出光面与水平面夹角不小于45°。
6.根据权利要求3所述的一种隧道路面亮度系数在线测试装置，其特征在于，所述照明灯具使用的光源为可更换光源。
7.根据权利要求6所述的一种隧道路面亮度系数在线测试装置，其特征在于，所述可更换光源为高压钠灯光源、荧光灯光源和LED光源。
8.根据权利要求7所述的一种隧道路面亮度系数在线测试装置，其特征在于，所述LED光源由至少两种不同色温的芯片构成，LED光源可调节的发光色温区间不小于2700K至6500K。
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