標線逆反射亮度系數動靜態測量對比分析研究

沈迪

摘要 逆反射亮度系數就是用來評估交通標線在夜間或低光條件下的可見性和安全性的重要指標。交通標線的逆反射亮度系數可以通過靜態測量和動態測量兩種方式來測試。采用Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile兩種型號的動態車載式路標逆反射系數測量儀及Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII兩種型號的手持式交通標線逆反射亮度系數測量儀，分別對逆反射標線標準器及江蘇鎮丹高速公路某路段普通標線的逆反射亮度系數進行測試。通過對比，車載動態與手持靜態測試絕大部分誤差在5%以內，說明在誤差允許的特定條件下，將車載測量儀應用于逆反射亮度系數測量，滿足檢測需求。

關鍵詞 交通標線；動靜態測量；車載式標線逆反射測量儀；手持式逆反射測量儀

中圖分類號 U491.52 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）05-0001-04

0 引言

交通標線是由標劃于路面的各種線條、箭頭、文字以及立體標記、突起路標和路邊線輪廓標記等構成的交通信號設施。道路交通標線的作用是使機動車、非機動車和行人分隔，對提高道路利用率，減少或防止交通事故發生，保障行車安全具有重要作用。然而在2022年央視“3·15”晚會上，媒體曝光了江西、山西、四川等一些省份城市主干道、國道甚至高速公路，因為生產商降低成本，反光玻璃微珠含量少，導致道路標線涂料反光效果不明顯的問題，嚴重影響了行車安全[1]。

道路標線的逆反射亮度系數是衡量標線視認性能的重要指標，對于道路交通的安全和高效運行具有重要意義[2]。在公路運營養護期間，交通標線的質量和狀態需要及時、可靠地進行測試。然而，傳統的手持式靜態測試方法費時、費力、不安全，并且數據采集不及時，缺乏可靠性，難以滿足高頻多次的標線測試需求[3]。因此，推廣使用車載逆反射亮度系數測量儀是非常迫切的。而車載逆反射亮度系數測量儀的使用可以大幅提高測試效率和精度，減少測試時間和人力成本，并保證數據采集的及時性和可靠性。此外，車載測試還可以覆蓋更廣泛的交通標線，提供更加全面和準確的測試結果[4-5]。這些優勢使得車載逆反射亮度系數測量儀在道路交通標線測試中具有重要的作用。

目前車載逆反射亮度系數測量儀產品，國外產品有RoadVista（美國）、Zehntner（瑞士）、DELTA（丹麥）、Easylux（巴西），都已開發動態車載式標線逆反射亮度系數測量儀。國外產品在國內應用不多，且缺失數據獲取方式及數據來源機制機理，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生態發展，國內產品主要有北京京衢、四川京煒等[6]。

該研究采用Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile兩種型號的動態車載式路標逆反射系數測量儀及Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII兩種型號的手持式交通標線逆反射亮度系數測量儀分別對逆反射標線標準器及江蘇鎮丹高速公路某路段普通標線的逆反射亮度系數進行測試，通過對比，車載動態與手持靜態測試絕大部分誤差平均值在5%以內，說明在誤差允許的特定條件下，將車載測量儀應用于逆反射亮度系數測量具有可行性。

1 試驗設計

1.1 測試儀器

Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile動態車載式路標逆反射系數測量儀，Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII手持式交通標線逆反射亮度系數測量儀。

1.2 逆反射標線標準器試驗對比

試驗方法如下：

（1）選取逆反射標線標準器共10塊，其逆反射亮度系數結果見表1。

（2）靜態測試。分別使用Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII手持式交通標線逆反射亮度系數測量儀以及Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile動態車載式路標逆反射系數測量儀在靜止狀態下分別測試逆反射標線標準器的逆反射亮度系數，每塊逆反射標線標準器測試5個點取平均值。

（3）動態測試。分別使用Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII手持式交通標線逆反射亮度系數測量儀以及Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile動態車載式路標逆反射系數測量儀在30 km/h的速度下分別測試逆反射標線標準器的逆反射亮度系數，每塊逆反射標線標準器測試5次取平均值。

（4）試驗數據計算。分別計算測量示值誤差和測量重復性。

1.3 公路標線試驗對比

（1）選取江蘇鎮丹高速公路普通標線均勻度比較一致的路段，進行試驗。

（2）動態測試。分別使用Zehntner ZDR 6020和丹麥Delta LT mobile動態車載式路標逆反射系數測量儀在80 km/h的速度下分別測試逆反射標線標準器的逆反射亮度系數，測試5次取平均值。

（3）試驗數據計算。計算兩臺動態車載式路標逆反射系數測量儀的測量相對偏差。

1.4 試驗數據的計算

1.4.1 測量示值誤差

（1）

式中，R1——手持式交通標線逆反射亮度系數測量儀的測量示值誤差；R靜——手持式交通標線逆反射亮度系數測量儀測量結果平均值（mcd·m?2·lx?1）；R真——逆反射標線標準器的逆反射亮度系數標定值（mcd·m?2·lx?1）。

（2）

式中，R2——動態車載式路標逆反射系數測量儀在靜止狀態下的測量示值誤差；R動——動態車載式路標逆反射系數測量儀在靜止狀態下的測量結果平均值（mcd·m?2·lx?1）；R真——逆反射標線標準器的逆反射亮度系數標定值（mcd·m?2·lx?1）。

（3）

式中，R3——兩臺動態車載式路標逆反射系數測量儀在30 km/h的速度下的測量示值誤差；R30——動態車載式路標逆反射系數測量儀在30 km/h的速度下的測量結果平均值（mcd·m?2·lx?1）；R真——逆反射標線標準器的逆反射亮度系數標定值（mcd·m?2·lx?1）。

1.4.2 測量重復性

測量重復性用變異系數表示，公式如下：

（4）

式中，δ——重復性變異系數；S——樣本標準偏差（mcd·m?2·lx?1）；——動態車載式路標逆反射系數測量儀在30 km/h的速度下的5次測量逆反射亮度系數平均值（mcd·m?2·lx?1）。

1.4.3 測量相對偏差

（5）

式中，R3——兩臺動態車載式路標逆反射系數測量儀在80 km/h速度下的測量相對偏差；RZeh——Zehntner ZDR 6020動態車載式路標逆反射系數測量儀在80 km/h速度下的測量結果平均值（mcd·m?2·lx?1）；RDel ——丹麥Delta LT mobile動態車載式路標逆反射系數測量儀在80 km/h速度下的測量結果平均值（mcd·m?2·lx?1）。

2 測量結果與分析

2.1 逆反射標線標準器試驗對比結果

（1）靜態測試結果分析。測試結果如圖1所示，由圖1可知，動態車載式路標逆反射系數測量儀在靜止狀態下的測試值及手持式交通標線逆反射亮度系數測量儀的靜態測試值與逆反射標線標準器真值基本相符。其中Zehntner ZRM 6006手持式測量示值誤差最大值為3.37%，LTL-X MarkII手持式測量示值誤差最大值為3.95%，丹麥Delta LT mobile動態車載式測量示值誤差最大值為2.98%，Zehntner ZDR 6020動態車載式測量示值誤差最大值為1.73%，誤差均不超過5%，且動態車載式在靜止狀態下的測試誤差小于手持式，說明動態車載式的測試原理及精度符合檢測現場檢測的要求。

圖1 逆反射標線標準器靜態測試結果曲線圖

（2）動態測試結果分析。測試結果如圖2～5所示，由圖2可知，丹麥Delta LT mobile動態車載式路標逆反射系數測量儀在30 km/h速度下標線逆反射亮度系數的測量結果偏大，而Zehntner ZDR 6020動態車載式路標逆反射系數測量儀的測量結果偏小，其中丹麥Delta LT mobile動態車載式測量示值誤差最大值為7.11%，Zehntner ZDR 6020動態車載式測量示值誤差最大值為7.50%，且當逆反射標線標準器的逆反射亮度系數小于90 mcd·m?2·lx?1時，測量誤差偏大，當大于90 mcd·m?2·lx?1時，測量誤差都在5%以內。由圖3可知，兩個動態車載式路標逆反射系數測量儀的重復性變異系數均在5%以內，數據穩定性良好。

2.2 路標線試驗對比結果

測試結果如圖6～7所示。由圖6可知，丹麥Delta LT mobile動態車載式路標逆反射系數測量儀與Zehntner ZDR 6020動態車載式路標逆反射系數測量儀試驗結果趨勢基本一致。由圖7可知，雖然兩個動態車載式路標逆反射系數測量儀測量相對偏差最大值為7.03%，但測量相對偏差均值為2.73%，且測量相對偏差分布在5%以內占比91.84%，說明在誤差允許的特定條件下，動態車載式路標逆反射系數測量儀的測試精度滿足檢測需求。

3 結論

通過動靜態測量對比分析交通標線逆反射亮度系數試驗，可以得到以下結論：

（1）從靜態測試結果可知，動態車載式路標逆反射系數測量儀在靜止狀態下的測試值及手持式交通標線逆反射亮度系數測量儀的靜態測試值與逆反射標線標準器真值基本相符，說明動態車載式的測試原理及精度符合檢測現場檢測的要求。

（2）從動態測試結果可知，兩動態車載式路標逆反射系數測量儀的重復性變異系數均在5%以內，檢測數據穩定性良好。

（3）從公路標線試驗對比試驗結果可知，兩動態車載式路標逆反射系數測量儀試驗結果趨勢基本一致，且測量相對偏差離散程度較小。說明在誤差允許的特定條件下，動態車載式路標逆反射系數測量儀的測試精度滿足檢測需求。

參考文獻

[1]高勇， 劉陽， 王冬， 等. 交通標線靜態檢測與動態檢測試驗對比分析[J]. 交通科技與管理，2021（22）： 1-3.

[2]郭艷， 蘇文英， 白媛媛. 《新劃路面標線初始逆反射亮度系數及測試要求》標準解析[J]. 交通標準化， 2007（9）： 20-22.

[3]王露婉， 韓曉坤， 何華陽， 等. 道路交通標線動靜態測量比對研究[J]. 公路與汽運， 2021（2）： 43-46.

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[5]冷正威， 王夢婕， 王露婉. 交通標線逆反射測試儀器分析[J]. 交通世界， 2021（24）： 25-27.

[6]熊怡. 便攜式逆反射系數測試儀的研制[D]. 哈爾濱： 哈爾濱工業大學， 2017.