道路交通標(biāo)線動(dòng)靜態(tài)測(cè)量比對(duì)研究

王露婉， 韓曉坤， 何華陽(yáng)， 蘇文英， 冷正威

(1.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院， 北京 100088；2.國(guó)家道路與橋梁工程檢測(cè)設(shè)備計(jì)量站， 北京 100088)

道路交通標(biāo)志和標(biāo)線在實(shí)際路況中對(duì)車輛起著引導(dǎo)、分流、警示和限制的作用，是交通安全中至關(guān)重要的工具。逆反射型道路交通標(biāo)線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工便捷且造價(jià)低廉，是道路工程中應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用時(shí)間最久的交通標(biāo)線，其主要原理是通過(guò)涂敷的反光玻璃珠對(duì)車輛燈光的反射實(shí)現(xiàn)夜間優(yōu)良的可視性。對(duì)道路交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)的測(cè)量是保證道路交通標(biāo)線質(zhì)量的最后一道屏障，也是保障交通安全至關(guān)重要的一環(huán)。根據(jù)GB/T 16311-2016《道路交通標(biāo)線質(zhì)量要求和檢測(cè)方法》，正常使用期間白色、黃色逆反射標(biāo)線的逆反射亮度系數(shù)分別不應(yīng)低于80、50 mcd·m-2·lx-1，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1436《道路標(biāo)線材料——道路標(biāo)線性能及測(cè)試方法》對(duì)逆反射亮度系數(shù)和漫反射亮度系數(shù)都作了要求。上述兩部標(biāo)準(zhǔn)中所用的測(cè)量設(shè)備均為手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x。手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x自研發(fā)以來(lái)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)年的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和技術(shù)改進(jìn)，測(cè)量技術(shù)相對(duì)成熟，且便于攜帶，一直是市場(chǎng)主流測(cè)量設(shè)備。車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x將車輛與測(cè)量設(shè)備相結(jié)合，操作便捷，省時(shí)省力，不僅大大提高了測(cè)量效率，而且能快速采集大量數(shù)據(jù)，這些優(yōu)點(diǎn)使該設(shè)備一經(jīng)推出便迅速引起了國(guó)內(nèi)外工程技術(shù)人員的關(guān)注。國(guó)外對(duì)車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x已開(kāi)展了大量研究，研制了相對(duì)完善的設(shè)備，但國(guó)外設(shè)備昂貴，引進(jìn)成本過(guò)高。而國(guó)內(nèi)車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x還處于發(fā)展初期，需大量理論依據(jù)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。該文采用便攜式標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法及車載式測(cè)量方法分別對(duì)道路交通標(biāo)線進(jìn)行測(cè)量，驗(yàn)證車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的可靠性，為推進(jìn)車載式標(biāo)線測(cè)量方法的研究提供技術(shù)依據(jù)。

1 道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量方法分析

1.1 靜態(tài)測(cè)量方法與動(dòng)態(tài)測(cè)量方法

2010年，國(guó)家道路與橋梁工程檢測(cè)設(shè)備計(jì)量站建立了中國(guó)首個(gè)逆反射亮度系數(shù)量傳溯源體系，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)量值的承載與復(fù)現(xiàn)，解決了逆反射標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)器、逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x等標(biāo)準(zhǔn)器、測(cè)量?jī)x的量傳溯源難題，統(tǒng)一了行業(yè)量值。此后，逆反射亮度系數(shù)測(cè)試裝置的相關(guān)研究陸續(xù)得以發(fā)展，手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x已成為中國(guó)檢測(cè)道路交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)的主流設(shè)備。

手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x體型較小、便于攜帶，既可用于實(shí)際道路標(biāo)線靜態(tài)測(cè)量，也可用于室內(nèi)相關(guān)靜態(tài)測(cè)量試驗(yàn)研究。該設(shè)備完全由測(cè)量人員手動(dòng)操作，測(cè)量過(guò)程可控性強(qiáng)，加上該設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的市場(chǎng)檢驗(yàn)，測(cè)量方法相對(duì)成熟，測(cè)量結(jié)果可靠。然而，隨著交通建設(shè)的不斷發(fā)展，道路規(guī)模不斷擴(kuò)大，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年新建和改、擴(kuò)建道路工程項(xiàng)目中施劃的路面標(biāo)線超過(guò)500萬(wàn)m2。手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x受人力限制，無(wú)法滿足如此巨大、日益增長(zhǎng)的測(cè)量需求。此外，中國(guó)現(xiàn)有道路標(biāo)線測(cè)量方法主要依據(jù)GB/T 16311-2016《道路交通標(biāo)線質(zhì)量要求和檢測(cè)方法》，該標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)線采樣的方法為(圖形、字符或人行橫道線測(cè)量原理相同，這里暫不作討論)：測(cè)量范圍小于或等于10 km時(shí)，以整個(gè)測(cè)量范圍為一個(gè)檢測(cè)單位，在標(biāo)線起點(diǎn)、終點(diǎn)及中間位置選取3個(gè)100 m為核查區(qū)域，再?gòu)拿總€(gè)核查區(qū)域中隨機(jī)連續(xù)選取10個(gè)測(cè)試點(diǎn)；測(cè)量范圍大于10 km時(shí)，取每10 km為一個(gè)檢測(cè)單位，分別選取核查區(qū)域和測(cè)試點(diǎn)。按照該方法獲得的數(shù)據(jù)量較少，只能粗略判斷標(biāo)線的逆反射性能，對(duì)于進(jìn)一步分析標(biāo)線各部分質(zhì)量的作用有限。同時(shí)，為保證道路測(cè)量作業(yè)的安全性，使用手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量時(shí)需對(duì)測(cè)量路段進(jìn)行封閉，影響車輛通行。

經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外研發(fā)人員的努力，車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x已趨于完善并開(kāi)始投入使用。車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x將車載設(shè)備與測(cè)量設(shè)備相結(jié)合，使用車載設(shè)備進(jìn)行測(cè)量過(guò)程的測(cè)點(diǎn)控制，能以設(shè)定的頻率不間斷采點(diǎn)的方式動(dòng)態(tài)采集整條道路標(biāo)線上的逆反射亮度系數(shù)，其操作便捷，測(cè)量速度快；采取軟、硬件相結(jié)合，可快速采集并導(dǎo)出數(shù)據(jù)。更重要的是，使用車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量無(wú)需封路，可極大減小測(cè)量過(guò)程造成的道路交通負(fù)擔(dān)。目前車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的價(jià)格較高，投入使用的數(shù)量少，測(cè)量過(guò)程中需考慮光線環(huán)境及車速對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，且國(guó)內(nèi)沒(méi)有正式發(fā)布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，因此尚未普及使用。

1.2 車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x研究情況

對(duì)于逆反射亮度系數(shù)測(cè)量裝置的研發(fā)，國(guó)外早于國(guó)內(nèi)，其測(cè)量技術(shù)更先進(jìn)，測(cè)量方法更完善。國(guó)外車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的相關(guān)研究也先于國(guó)內(nèi)，其技術(shù)更完善。早在2011年前后，丹麥Delta公司就推出了LTL-M車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x，其基于相機(jī)、數(shù)碼圖像等處理技術(shù)，通過(guò)更改配件可適配各種類型車輛，是專用于道路標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)試的設(shè)備。其操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)雙線測(cè)量、日間和夜間可見(jiàn)度的相關(guān)測(cè)量。

國(guó)內(nèi)車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的研究才剛剛起步。交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院于2012年初步研制成一套道路交通標(biāo)線光度性能動(dòng)態(tài)快速檢測(cè)設(shè)備。2019年，四川京煒數(shù)字科技有限公司進(jìn)行相關(guān)研究，推出了Retro M1車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x，建立了較完善的測(cè)量系統(tǒng)。2020年，交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院編寫《車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x實(shí)施細(xì)則》，為車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的動(dòng)態(tài)逆反射亮度系數(shù)量值溯源提供了一種方案。

車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x已成為道路交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)，其智能化、自動(dòng)化、數(shù)字化的特點(diǎn)將使道路交通標(biāo)線的光度性能測(cè)量更高效、便捷。下面通過(guò)手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x與車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比分析，研究車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的測(cè)量準(zhǔn)確性及重復(fù)性，進(jìn)一步優(yōu)化道路交通標(biāo)線逆反射亮度系數(shù)測(cè)量方法。

2 比對(duì)試驗(yàn)

試驗(yàn)所采用的手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x為巴西EASYLUX的MINIRL，車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x為四川京煒數(shù)字科技有限公司生產(chǎn)的V_RLI(見(jiàn)圖1)。在綜合考慮試驗(yàn)場(chǎng)地的平整性、車流量等試驗(yàn)安全信息的前提下，在四川省成都市雙流區(qū)環(huán)港路上選取1條干燥、平整的路段作為試驗(yàn)路段，其中采集數(shù)據(jù)路段標(biāo)線為超車道左幅白色連續(xù)標(biāo)線。在試驗(yàn)路段上，使用鋼卷尺測(cè)量600 m距離作為采集數(shù)據(jù)路段，并在每5 m處作標(biāo)記。

圖1 車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x

2.1 靜態(tài)測(cè)量

按照每5 m一個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)量600 m試驗(yàn)路段標(biāo)線逆反射數(shù)據(jù)。除測(cè)量測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)外，還測(cè)量測(cè)點(diǎn)相鄰前后位置的數(shù)據(jù)，排除異常數(shù)據(jù)(超過(guò)測(cè)量值10%)后，把所測(cè)數(shù)據(jù)取算術(shù)平均值作為該測(cè)點(diǎn)的測(cè)量值。

2.2 動(dòng)態(tài)測(cè)量

測(cè)試車以50 km/h的速度，到達(dá)起始標(biāo)記位置時(shí)按下車載設(shè)備開(kāi)始鍵開(kāi)始測(cè)量，到達(dá)終點(diǎn)標(biāo)記位置時(shí)按下停止鍵停止測(cè)量，并存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)。以該方法重復(fù)測(cè)量2次，分別存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x和車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1、圖2。

表1 手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x和車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

續(xù)表1

圖2 手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x和車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從圖2可看出：在測(cè)點(diǎn)109之前，車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x的測(cè)量值和手持式逆反射標(biāo)線測(cè)量?jī)x的測(cè)量值基本吻合，說(shuō)明車載測(cè)量設(shè)備的測(cè)量精度與測(cè)量穩(wěn)定性較好；在測(cè)點(diǎn)109之后，兩者數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大差異，這是因?yàn)闇y(cè)量終點(diǎn)位于路口，測(cè)試車在終點(diǎn)前必須減速剎車，造成車輛、車載測(cè)試設(shè)備測(cè)試探頭前傾，測(cè)試角度發(fā)生變化，導(dǎo)致其測(cè)量值與手持設(shè)備測(cè)量值的差異較大。另外，每次減速剎車為人工操作，力道并非一致，導(dǎo)致測(cè)試角度變化并非一致，所以3次測(cè)量值也存在一定差異。

3 結(jié)語(yǔ)

車載式道路交通標(biāo)線逆反射測(cè)量?jī)x是道路交通標(biāo)線測(cè)量方法的大趨勢(shì)，目前該測(cè)量設(shè)備在重復(fù)性、測(cè)量精度等方面已趨于成熟。但在測(cè)量時(shí)由于車載設(shè)備的加速、減速過(guò)程中容易造成測(cè)量設(shè)備傾斜，影響測(cè)量結(jié)果。因此，應(yīng)注意測(cè)量設(shè)備安裝牢固性，選用撓度小的安裝配件，減小加速、減速過(guò)程中的傾斜情況；其次在測(cè)量過(guò)程中緩慢加速、減速，盡量以恒定的速度通過(guò)測(cè)量區(qū)域。