道路照明现场测量干扰因素及排除方法

徐豪杰，曹晓林

（重庆市城市照明中心，重庆 400000）

随着城市管理标准化、科学化进程的不断深入，中国出台了一系列有关城市道路照明质量测量标准和技术规范，为城市道路照明的施工质量验收、常规的道路照明效果测量以及主要照明电器的使用性能和安全性能验收测试提供了科学、规范、可行的测量依据。但道路照明现场测量与实验室测量存在很大差别，实验室是几乎接近无干扰的理想环境，在实验室内的积分球、在暗房内分布光度计等光学仪器校准时都很精确，同时实验室的温度和湿度也较为恒定，这些条件都为实验室测量提供了准确性。然而在户外夜间测量时，会存在人为测量误差、仪器测量误差，以及来往车辆前大灯、路边发光广告牌、建筑物装饰照明、天气情况等干扰因素，对整个测试过程及测试结果产生不良影响。因此，只有熟悉国家相关标准，了解如何科学有效地排除相关干扰因素，才能在道路照明现场测量时得到更加准确的数据。

1 道路照明现场测量主要干扰因素

现场测量的干扰因素主要分为3类。

1）人为因素。包括测试方法和测试人员的专业水平。科学有效的测试方法可以提高测量的准确性，而测试人员专业的测量水平也很重要，测试人员对测量环境、测试仪器和测量方法的选择都可体现测试人员的专业水平。

2）测量仪器选择。包括测量仪器精度、等级及仪器校准。测量仪器的选择很重要，尤其是仪器的测试精度、合适的等级以及对仪器的定期养护和校准。

3）环境因素。环境干扰是道路照明现场检测不可避免的，路边的广告屏，来往的车辆前大灯，路边的树荫绿化，刮风、下雨、下雾等天气都会对测试产生影响，如图1所示。

图1 环境干扰因素

2 排除现场测量的干扰因素

2.1 人为因素

1）测试方法。以测量路面平均照度为例，测量方法采用九点法、四点法或中心法。

九点法：在无任何遮挡的2个灯杆之间均匀选择9个测量点，用手持式照度计对这9个点进行测量，计算平均值。这种测量方法简单快捷，但其测量结果精度不高。

依据国家标准照明测量方法，城市道路照明平均照度测量时应采用中心法或四点法。

四点法：把同一侧两灯杆间的测量路段划分成若干个大小相等的矩形网格，把测点设置在每个矩形网格的四角，图2为四点法布点时的测点布置图。

图2 四点法布点示意图

中心法：把同一侧两灯杆间的测量路段划分成若干个大小相等的矩形网格，把测点设在网格中心。图3为中心法布点时的测点布置图，图4为现场测试图。

图3 中心法布点示意图

图4 现场测试图

举例说明：2个灯杆间隔30 m，两车道，车道宽度3.5 m。

九点法：9个测量点；四点法：55个测量点；中心法：40个测量点。

通过上述测量方式可以看到四点法和中心法明显优于九点法。测量方法的选择和测量点数对测量结果的精确度也有影响，建议每次重复测量3次取平均值，减小偶然误差，提高测量的准确性。

2）人员的专业水平。做好测量人员的培训工作，加强测量人员对测试项目的了解程度，提前做好测试规划，保障测试工作的顺利进行。

2.2 测量仪器选择

2.2.1 选择测量精度高及合适的测量量程

在道路照明测量中，仪器精度和量程的选择尤为重要。有效提高测量精度，应在出厂前对仪器进行定标和校准，要选择测量精度高、稳定性能好的仪器。在选取测量量程时，不是量程越大越好，而是要选取合适的量程，量程越小测量精度越高，选择合适的档位提高测量精度。

2.2.2 仪器校准

仪器的精度主要由分辨力、分辨率、示值误差、重复性、鉴别力、灵敏度、稳定性和漂移等几个参数来衡量。随着仪器使用时间的增加，仪器的精度会发生变化，这就要求对仪器定期维护保养和送检校准，以保证仪器的精度。仪器检验校准可以返厂进行维护校准，也可以联系有资质的检测单位进行校准。

2.3 环境因素

道路照明现场测量受到干扰最大的是环境因素，这也是区别于实验室测量的最大问题。

2.3.1 环境光的影响

道路照明现场测量时，路边的广告牌和来往车辆的前大灯会对测量结果产生很大影响，包括路面照度、亮度、眩光值等。图5是一组测试数据对比曲线图。

图5 干扰光对照度影响曲线对比图

通过曲线图可以看到，在测量时突然遇到干扰光源如来往车辆前大灯，照度值会瞬间增大，从而影响整体测量结果。因此，在对路面照度或其他照明参数进行测量时要选择夜间车流量较少的时段（如22：00—01：00），避开大的LED广告屏等光干扰因素，以提高数据的准确性。

2.3.2 天气的影响

室外测量也受天气变化的影响，同样的路段不同的天气情况测量结果不完全相同。

1）降雨对照度的影响，下面提供两组数据作对比（表1～表2）。

表1 晴天照度测量数据表

表2 雨天照度测量数据表

通过2组数据可以看到，和晴天相比，雨天路面的平均照度有较大幅度下降，照度均匀度略有下降。因此，要选择天气状况良好时进行测量；同样，也不要选择在下雪天或雾天对道路照明进行测量。

2）温度对现场测量的影响。以路灯光源的色温为例，同一路段同一灯杆，在夏天和冬天测量的色温是不同的，因为温度对光谱传感器的影响较大，当环境温度降低时会影响传感器的温度特性，使测量的数值升高，冬天在现场测量时，要先进行归零校正，然后再测量。图6为不同温度下光谱传感器对高压钠灯色温的测试对比图。

图6 不同温度下光谱传感器对高压钠灯色温的测试对比图

3）树荫遮挡对于测量照度、亮度、眩光等都有较大的影响。

城市道路照明在保障道路行车安全、提升城市夜景品质以及改善人居环境等方面起关键作用。道路两侧树的空间配置与分布会对夜晚道路照明产生负面影响，进而影响人们的夜间出行。

然而城市道路中的照明设施布置不合理，也会对行道树的生理特性及生态效益造成不利影响。城市道路照明在设计时要注意规划布局，而道路照明现场测量时需避开这一路段，不然整体测量结果不准确。

4）风力对一般光度学测量和色度学测量影响不大，但对灯杆安装质量测量则有不小的影响。一般灯杆高度在12 m左右，当采用全站仪测量时可以在目镜中看到灯杆的杆梢部位随风不断摇摆。一般风力超过4级时，则无法进行有效测量，建议在无风或微风时进行灯杆安装质量的检测。

3 结论

道路照明现场测量一定要与实验室环境测量区分开。通过专业的培训，认真领会测量标准，合理选择测量仪器和科学的测量方法，有效避开环境干扰因素的影响，避免偶然误差与系统误差，即可有效提高测量精度和测量可靠性，为城市道路照明工程的施工与验收提供科学合理的依据。