标线逆反射亮度系数动静态测量对比分析研究

沈迪

摘要 逆反射亮度系数就是用来评估交通标线在夜间或低光条件下的可见性和安全性的重要指标。交通标线的逆反射亮度系数可以通过静态测量和动态测量两种方式来测试。采用Zehntner ZDR 6020和丹麦Delta LT mobile两种型号的动态车载式路标逆反射系数测量仪及Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII两种型号的手持式交通标线逆反射亮度系数测量仪，分别对逆反射标线标准器及江苏镇丹高速公路某路段普通标线的逆反射亮度系数进行测试。通过对比，车载动态与手持静态测试绝大部分误差在5%以内，说明在误差允许的特定条件下，将车载测量仪应用于逆反射亮度系数测量，满足检测需求。

关键词 交通标线；动静态测量；车载式标线逆反射测量仪；手持式逆反射测量仪

中图分类号 U491.52 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）05-0001-04

0 引言

交通标线是由标划于路面的各种线条、箭头、文字以及立体标记、突起路标和路边线轮廓标记等构成的交通信号设施。道路交通标线的作用是使机动车、非机动车和行人分隔，对提高道路利用率，减少或防止交通事故发生，保障行车安全具有重要作用。然而在2022年央视“3·15”晚会上，媒体曝光了江西、山西、四川等一些省份城市主干道、国道甚至高速公路，因为生产商降低成本，反光玻璃微珠含量少，导致道路標线涂料反光效果不明显的问题，严重影响了行车安全[1]。

道路标线的逆反射亮度系数是衡量标线视认性能的重要指标，对于道路交通的安全和高效运行具有重要意义[2]。在公路运营养护期间，交通标线的质量和状态需要及时、可靠地进行测试。然而，传统的手持式静态测试方法费时、费力、不安全，并且数据采集不及时，缺乏可靠性，难以满足高频多次的标线测试需求[3]。因此，推广使用车载逆反射亮度系数测量仪是非常迫切的。而车载逆反射亮度系数测量仪的使用可以大幅提高测试效率和精度，减少测试时间和人力成本，并保证数据采集的及时性和可靠性。此外，车载测试还可以覆盖更广泛的交通标线，提供更加全面和准确的测试结果[4-5]。这些优势使得车载逆反射亮度系数测量仪在道路交通标线测试中具有重要的作用。

目前车载逆反射亮度系数测量仪产品，国外产品有RoadVista（美国）、Zehntner（瑞士）、DELTA（丹麦）、Easylux（巴西），都已开发动态车载式标线逆反射亮度系数测量仪。国外产品在国内应用不多，且缺失数据获取方式及数据来源机制机理，无法验证其可靠性，也不利于开展相关研究及国内相关产业生态发展，国内产品主要有北京京衢、四川京炜等[6]。

该研究采用Zehntner ZDR 6020和丹麦Delta LT mobile两种型号的动态车载式路标逆反射系数测量仪及Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII两种型号的手持式交通标线逆反射亮度系数测量仪分别对逆反射标线标准器及江苏镇丹高速公路某路段普通标线的逆反射亮度系数进行测试，通过对比，车载动态与手持静态测试绝大部分误差平均值在5%以内，说明在误差允许的特定条件下，将车载测量仪应用于逆反射亮度系数测量具有可行性。

1 试验设计

1.1 测试仪器

Zehntner ZDR 6020和丹麦Delta LT mobile动态车载式路标逆反射系数测量仪，Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII手持式交通标线逆反射亮度系数测量仪。

1.2 逆反射标线标准器试验对比

试验方法如下：

（1）选取逆反射标线标准器共10块，其逆反射亮度系数结果见表1。

（2）静态测试。分别使用Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII手持式交通标线逆反射亮度系数测量仪以及Zehntner ZDR 6020和丹麦Delta LT mobile动态车载式路标逆反射系数测量仪在静止状态下分别测试逆反射标线标准器的逆反射亮度系数，每块逆反射标线标准器测试5个点取平均值。

（3）动态测试。分别使用Zehntner ZRM 6006和LTL-X MarkII手持式交通标线逆反射亮度系数测量仪以及Zehntner ZDR 6020和丹麦Delta LT mobile动态车载式路标逆反射系数测量仪在30 km/h的速度下分别测试逆反射标线标准器的逆反射亮度系数，每块逆反射标线标准器测试5次取平均值。

（4）试验数据计算。分别计算测量示值误差和测量重复性。

1.3 公路标线试验对比

（1）选取江苏镇丹高速公路普通标线均匀度比较一致的路段，进行试验。

（2）动态测试。分别使用Zehntner ZDR 6020和丹麦Delta LT mobile动态车载式路标逆反射系数测量仪在80 km/h的速度下分别测试逆反射标线标准器的逆反射亮度系数，测试5次取平均值。

（3）试验数据计算。计算两台动态车载式路标逆反射系数测量仪的测量相对偏差。

1.4 试验数据的计算

1.4.1 测量示值误差

（1）

式中，R1——手持式交通标线逆反射亮度系数测量仪的测量示值误差；R静——手持式交通标线逆反射亮度系数测量仪测量结果平均值（mcd·m?2·lx?1）；R真——逆反射标线标准器的逆反射亮度系数标定值（mcd·m?2·lx?1）。

（2）

式中，R2——动态车载式路标逆反射系数测量仪在静止状态下的测量示值误差；R动——动态车载式路标逆反射系数测量仪在静止状态下的测量结果平均值（mcd·m?2·lx?1）；R真——逆反射标线标准器的逆反射亮度系数标定值（mcd·m?2·lx?1）。

（3）

式中，R3——两台动态车载式路标逆反射系数测量仪在30 km/h的速度下的测量示值误差；R30——动态车载式路标逆反射系数测量仪在30 km/h的速度下的测量结果平均值（mcd·m?2·lx?1）；R真——逆反射标线标准器的逆反射亮度系数标定值（mcd·m?2·lx?1）。

1.4.2 测量重复性

测量重复性用变异系数表示，公式如下：

（4）

式中，δ——重复性变异系数；S——样本标准偏差（mcd·m?2·lx?1）；——动态车载式路标逆反射系数测量仪在30 km/h的速度下的5次测量逆反射亮度系数平均值（mcd·m?2·lx?1）。

1.4.3 测量相对偏差

（5）

式中，R3——两台动态车载式路标逆反射系数测量仪在80 km/h速度下的测量相对偏差；RZeh——Zehntner ZDR 6020动态车载式路标逆反射系数测量仪在80 km/h速度下的测量结果平均值（mcd·m?2·lx?1）；RDel ——丹麦Delta LT mobile动态车载式路标逆反射系数测量仪在80 km/h速度下的测量结果平均值（mcd·m?2·lx?1）。

2 测量结果与分析

2.1 逆反射标线标准器试验对比结果

（1）静态测试结果分析。测试结果如图1所示，由图1可知，动态车载式路标逆反射系数测量仪在静止状态下的测试值及手持式交通标线逆反射亮度系数测量仪的静态测试值与逆反射标线标准器真值基本相符。其中Zehntner ZRM 6006手持式测量示值误差最大值为3.37%，LTL-X MarkII手持式测量示值误差最大值为3.95%，丹麦Delta LT mobile动态车载式测量示值误差最大值为2.98%，Zehntner ZDR 6020动态车载式测量示值误差最大值为1.73%，误差均不超过5%，且动态车载式在静止状态下的测试误差小于手持式，说明动态车载式的测试原理及精度符合检测现场检测的要求。

图1 逆反射标线标准器静态测试结果曲线图

（2）动态测试结果分析。测试结果如图2～5所示，由图2可知，丹麦Delta LT mobile动态车载式路标逆反射系数测量仪在30 km/h速度下标线逆反射亮度系数的测量结果偏大，而Zehntner ZDR 6020动态车载式路标逆反射系数测量仪的测量结果偏小，其中丹麦Delta LT mobile动态车载式测量示值误差最大值为7.11%，Zehntner ZDR 6020动态车载式测量示值误差最大值为7.50%，且当逆反射标线标准器的逆反射亮度系数小于90 mcd·m?2·lx?1时，测量误差偏大，当大于90 mcd·m?2·lx?1时，测量误差都在5%以内。由图3可知，两个动态车载式路标逆反射系数测量仪的重复性变异系数均在5%以内，数据稳定性良好。

2.2 路标线试验对比结果

测试结果如图6～7所示。由图6可知，丹麦Delta LT mobile动态车载式路标逆反射系数测量仪与Zehntner ZDR 6020动态车载式路标逆反射系数测量仪试验结果趋势基本一致。由图7可知，虽然两个动态车载式路标逆反射系数测量仪测量相对偏差最大值为7.03%，但测量相对偏差均值为2.73%，且测量相对偏差分布在5%以内占比91.84%，说明在误差允许的特定条件下，动态车载式路标逆反射系数测量仪的测试精度满足检测需求。

3 结论

通过动静态测量对比分析交通标线逆反射亮度系数试验，可以得到以下结论：

（1）从静态测试结果可知，动态车载式路标逆反射系数测量仪在静止状态下的测试值及手持式交通标线逆反射亮度系数测量仪的静态测试值与逆反射标线标准器真值基本相符，说明动态车载式的测试原理及精度符合检测现场检测的要求。

（2）从动态测试结果可知，两动态车载式路标逆反射系数测量仪的重复性变异系数均在5%以内，检测数据稳定性良好。

（3）从公路标线试验对比试验结果可知，两动态车载式路标逆反射系数测量仪试验结果趋势基本一致，且测量相对偏差离散程度较小。说明在误差允许的特定条件下，动态车载式路标逆反射系数测量仪的测试精度满足检测需求。

参考文献

[1]高勇， 刘阳， 王冬， 等. 交通标线静态检测与动态检测试验对比分析[J]. 交通科技与管理，2021（22）： 1-3.

[2]郭艳， 蘇文英， 白媛媛. 《新划路面标线初始逆反射亮度系数及测试要求》标准解析[J]. 交通标准化， 2007（9）： 20-22.

[3]王露婉， 韩晓坤， 何华阳， 等. 道路交通标线动静态测量比对研究[J]. 公路与汽运， 2021（2）： 43-46.

[4]王伟杰， 赵学增， 潘昀路， 等. 便携式逆反射系数测试仪[J]. 光学精密工程， 2017（12）： 3096-3104.

[5]冷正威， 王梦婕， 王露婉. 交通标线逆反射测试仪器分析[J]. 交通世界， 2021（24）： 25-27.

[6]熊怡. 便携式逆反射系数测试仪的研制[D]. 哈尔滨： 哈尔滨工业大学， 2017.