基于防范目标导向的居民区光环境现状调查与分析

李悠然,王金鹏,姜佳丽,萧伟浩,张云翠,曹帆,贺晓阳,邹念育

(大连工业大学光子学研究所,辽宁大连 116034)

基于防范目标导向的居民区光环境现状调查与分析

李悠然,王金鹏,姜佳丽,萧伟浩,张云翠,曹帆,贺晓阳,邹念育

(大连工业大学光子学研究所,辽宁大连 116034)

为实现对于基于目标导向的防范光环境现状进行调查与分析,提出一种Kendall’s等级相关的方法分析。该方法首先以大连市居民区为调查对象采用主客观结合的方法对于基于目标导向的防范光环境现状进行调查,然后用Kendall’s等级相关的方法分析调查结果,得出安全感与路面亮暗程度、路面清晰度、识别行人难易度和面目表情偏差程度有显著相关性。实验证明该方法简单有效,为以后建设安全的居民区光环境提供了可行的思路。

居民区;光环境;防范;调查

0 引 言

黑暗与犯罪的发生有一定的关系[1-2],防范照明是通过照明设计达到防止犯罪的效果[3-4]。在居民区应用防范照明主要使行人看清周围人的面目表情、行为举止,为居民提供安全、舒适的环境[5-6]。美国、英国为了防止犯罪的发生,提高了街道的照明水平,犯罪率分别减少了37%、30%[7-9]。日本研制了防侵犯照明灯具,使犯罪率呈下降趋势,并验证其发出的浅蓝色光对犯罪有一定的威慑作用[10]。在国内,同济大学研究了LED光源的光谱能量分布对防范照明的影响,并得出蓝光含量较低的LED光源对于面部辨识更有利的结论[11-12]。其研究结论与日本的相反,可见对防范照明的研究还要继续深入。重庆大学对防范照明的指标进行了研究,验证了半柱面照度及立体感的确是最合适衡量犯罪光环境的指标[13]。国内外对于防范照明的研究主要处于实验室阶段,本文采用主观问卷调查和实际测试的方法,把客观环境现状与主观心理感受有机结合,对夜晚居民区防范光环境的现状进行调研,为以后建设安全的居民区光环境提供思路。

1 调查方法

为完全排除天然光的影响,调查选择在晚上7点到9点进行。调查对象为大连市居民区。实验方法选择主客观结合的方式。第一阶段依托“创青春”大学生创业项目,进行了客观调查。客观部分包括居民区内灯具的现状和照度、色温值。用色彩照度计CL-200A测试居民区内人行道路的水平面照度、垂直面照度和色温,均选用逐点测量。垂直面照度测量的位置是在道路上方1.5 m处,此位置为东方人的平均面部高度。水平面照度选用四点法进行测试[14],如图1为四点法布点时的测点布置图。把测点设置在矩形网格的四角。用四点法计算平均水平面照度的公式为

式(1)中:E0为测量区4个角处测试点的照度;E1为4条外边上测试点的照度;E2为4个外边以内测试点的照度。

图1 四点法布点时的测点布置图Fig.1 The distribution of the signal and noise

由于所调查的居民区的灯具主要应用在入口处和主干路上,因此选择测试的道路为主干路,且相邻两庭院灯可正常工作。客观调查的结果显示大多居民区光环境没达到国家道路最低标准,因此在第二部分进行了主观调查,以了解居民对此现状的评价。主观部分采取调查问卷的形式。被调查者分为两部分,一部分是被调查的居民区的居民,另一部分是由光源与照明专业的教师及学生所组成的专业评审,为居民区的光环境做出专业的评价。并使用Kendall’s等级相关的方法分析调查结果。

2 调查结果

2.1 居民区光环境客观情况

文献[6]以及对居民区内人行路的平均水平面照度、垂直面照度、色温进行的测试中发现,居民区所用灯具的光色属于暖白色,灯具较少,分布不合理,使得多数水平面照度和垂直面照度未达到国家人行道最低标准,存在安全隐患。

2.2 居民区光环境主观情况

文献[6]中发现居民一般觉得夜晚路面模糊,地面昏暗,一般居民区的灯光对方向感的影响不大。路灯照射在人脸上的垂直面照度不足,不能使人看清周围人的面目表情。

3 调查分析

由于问卷中每道问题的选项是一个有序的变量,它的取值大小能够表示观测对象的某种顺序关系,也是基于“质”因素的变量,因此选用Kendall’s等级相关的方法[15]来进行变量间的相关分析。Kendall的相关系数计算公式为

式(2)中:U为一致对数目,V为非一致对数目,n为样本容量。

由于问卷存在抽样的随机性以及样本数量少等原因,需要通过假设检验的方式对样本整体进行统计推断。Kendall相关系数对应检测统计量(Z统计量)。Z统计量的计算公式为

如果检验统计量的概率即相伴概率小于给定的显著性水平0.05时,认为两总体相关,相关系数旁将标识一个星号(*)表示;若小于显著水平0.01时,认为两总体显著性相关,相关系数旁将标识2个星号(**)表示。

问卷的变量包括光环境满意度、防范性、地面清晰度、方向感、识别行人难易度、面目表情偏差程度、眩光、路面亮暗程度。

经计算,光环境满意度与防范性的相伴概率为0,小于0.01,相关系数为0.352(**),因此整体满意度与防范性是显著相关的,即提高居民区夜间光环境的安全性,有利于提升居民对环境的整体满意度。

如表1所示,为防范性与其他变量的相关性,可以看出,在所列变量中,方向感和眩光与满意度的相伴概率大于0.05,即方向感和眩光与满意度无显著相关性。对于其他变量,防范性与路面亮暗程度最相关,其次是路面清晰度、识别行人难易度,最后是面目表情偏差程度。其中路面亮暗程度和清晰度可通过改变水平面照度而得到变化;识别行人的难易度主要受垂直面照度影响,当垂直面照度高于一定值时,可看清4 m远处行人的面部表情,防范潜在危险;面目受不同角度的光照射会产生多种效果,或变得凶煞,或变得友善,或更加立体,这种立体感可表示面目表情偏差程度。因此,水平面照度、垂直面照度、立体感是影响光环境安全性的重要指标。

表1 防范性与各变量的相关性Tab.1 Correlation of crime prevention and the other variables

4 结 论

居民区照明灯具数量少,或者灯具布置不合理,导致垂直面照度或水平面照度不足,使得所营造的光环境不能给人们安心、安全的感觉。多数居民不满意他们居住区的光环境,照明环境亟待改善。经分析得出基于目标导向的防范性与路面亮暗程度、路面清晰度、识别行人难易度和面目表情偏差程度有显著相关性。合理的路面水平面照度、垂直面照度和立体感指标,将使居民能分辨路面障碍物,及时看清周围人的面目表情、动作姿势,对保护人们财产生命安全有着重要的意义。

[1]KNIGHT C.Field surveys of the effect of lamp spectrum on the perception of safety and comfort at night [J].Lighting Research and Technology,2010,42 (3):313-329.

[2]FOTIOS S,RAYNHAM P.Correspondence:lighting for pedestrians:is facial recognition what matters?[J].Lighting Research and Technology,2011, 43(1):129-130.

[3]TARRICONE P.Crime scene illumination[J].Lighting Design and Application,2014,44(1):32-35.

[4]MIRZAEI M J,DASHTI R,KAZEMI A,et al.An asset-management model for use in the evaluation and regulation of public-lighting systems[J].Utilities Policy,2015,32:19-28.

[5]姚梦明,邓云塘,朱晓燕.影响道路照明舒适度的因素[J].照明工程学报,2013,24(3):30-33.

[6]李悠然,王金鹏,邹念育.居民区防范照明的调查与研究[C]//2014年中国照明论坛——LED照明产品设计、应用与创新论坛论文集.杭州:中国照明学会.

[7]KATE P.The influence of street lighting improvements on crime,fear and pedestrian street use,after dark[J].Landscape and Urban Planning,1996, 35(2/3):193-201.

[8]赵秉志,金翼翔.CPTED理论的历史梳理及中外对比[J].青少年犯罪问题,2012(3):34-41.

[9]BOOMSMA C,STEG L.The effect of information and values on acceptability of reduced street lighting [J].Journal of Environmental Psychology,2014, 39:22-31.

[10]松井俊成.安全安心まちづくりのための防范照明[J].照明学会志,2005,89(1):25-30.

[11]林怡,郝洛西,杨秀.LED光源光谱能量分布对人行步道照明空间主观评价的影响研究[J].照明工程学报,2013,24(6):61-64.

[12]郝洛西,杨秀,林怡.LED光源的光谱能量分布对人行空间面部辨识的影响研究[J].照明工程学报, 2013,24(1):55-59.

[13]马玉琳,陈仲林,胡英奎.半柱面照度对人脸辨识影响[J].灯与照明,2008,32(2):5-12.

[14]孟令涛,邹念育,贺晓阳.中美道路照明标准及测试方法的解析[J].照明工程学报,2011,22(5):58-63.

[15]赖国毅,陈超.SPSS17统计分析典型实例精粹[M].北京:电子工业出版社,2010.

The investigation of the lighting environment on residential areas based on goal-oriented to prevent crime

LI Youran, WANG Jinpeng, JIANG Jiali, XIAO Weihao, ZHANG Yuncui, CAO Fan, HE Xiaoyang, ZOU Nianyu
(Research Institute of Photonics,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China)

A method of Kendall’s rank correlation was proposed to investigate and analyze the current situation of the light environment prevention based on goal orientation.The status of light environment prevention based on object oriented was investigated using subjective and objective methods in residential district of Dalian city,then the Kendall’s method was used to analyze the survey results of rank correlation.It indicated that there was a significant correlation among the sense of safety and road pavement,the degree of light and dark,clarity of pedestrian recognition difficulty and face deviation degree.It could provide a feasible way to build a safe residential area light environment in the future.

residential areas;lighting environment;preventing crime;investigation

X956

A

1674-1404(2017)01-0058-03

2015-06-12.

国家自然科学基金项目(61402069);辽宁省普通高等教育本科重点支持专业建设项目(2012108);辽宁省教育厅科学技术研究项目(L2013213);辽宁省普通高等教育本科教学改革立项项目(UPRP20140139);大连市科技计划项目(2014A11GX050);大连市科技计划项目(2014A11GX052).

李悠然(1990-),女,硕士研究生;通信作者:邹念育(1964-),女,教授.

李悠然,王金鹏,姜佳丽,萧伟浩,张云翠,曹帆,贺晓阳,邹念育.基于防范目标导向的居民区光环境现状调查与分析[J].大连工业大学学报,2017,36(1):58-60.

LI Youran,WANG Jinpeng,JIANG Jiali,XIAO Weihao,ZHANG Yuncui,CAO Fan,HE Xiaoyang,ZOU Nianyu.The investigation of the lighting environment on residential areas based on goal-oriented to prevent crime[J].Journal of Dalian Polytechnic University,2017,36(1):58-60.