测试道路照明照度方法和数据处理的系统.pdfVIP

路灯监控 测试道路照明照度方法和数据处理的系统 半导体发光二极管(LED)作为一种新型光源，与传统光源相比具有很多优点，例如体积小、 重量轻、节省空间、光谱范围广、易于设计、能耗低等，而且可靠性好、寿命长，有着广阔 的发展前景。随着国家城市建设进程的加快和节能减排战略的落实，LED 路灯产品在实际中 的应用也会越来越广泛。 由于路灯铺设在室外，具有环境变化大、供电时间集中、测试环境危险和实施测试方案 困难等很多特殊性，因此大型的实验室检测设备不易甚至无法在现场执行实地测量任务。而 路灯的质量及其稳定性又直接关系到交通运输的顺畅和人民生命财产的安全，因此有必要选 择合适的设备和科学高效的方法对LED 路灯进行现场试。本文分析了两种传统的道路照明照 度测量方法，结合其优缺点并根据LED 的特性提出了一种改进的道路照明照度现场测试方法， 编写了相关的计算处理程序，大大提高测量工作效率，保证测量工作质量。 1 照度参数和测量方法 道路照明的功能是为司机和行人提供良好的视觉条件，它直接关系到道路行驶安全。而 道路照明测量方法则是评价道路照明功能的主要手段，它主要依靠测量和计算所得的参数对 道路照明功能进行评价。其中平均照度是LED 路灯现场测试与评价的首要参数。平均照度是 各个测量点的照度的平均值，它表征了道路表面被照明的程度。如果道路的平均照度值过小， 则表明灯具照射的效果不达标或照射程度不够均匀。照度均匀度的计算方法是所有测量点中 的最小照度与平均照度的比值，是衡量所测灯具照射均匀程度的重要参数;如果这个均匀度 的值过小，在路面上就会出现“斑马线”或“斑点”，会严重影响到司机和行人的视觉效果。 平均照度不仅是评价LED 路灯是否能够保证照明质量的一个主要数据，而且还是计算环境比、 照度均匀度、照度维护系数、照明功率密度和应用光效等相关参数的重要数据。这些参数是 评价道路照明的重要依据和主要组成部分，同时也是评价路灯的主体和最重要依据。 根据测量点的选择方式的不同，传统的道路照明照度测量的布点方法主要有四点法和中 心法两种。 1.1 四点法 四点法是把选定的同一侧两灯杆间的测量路段分成若干个大小相等的矩形网格，把测量 点设置在每个矩形网格的四角，如图1 所示。 路灯监控 四点法的平均照度计算较为复杂，但是相对比较精确。其中，两灯杆间道路纵向的网格 数为M，两灯杆间横向的网格数为N，本文中的M 和N 的值都以4 为例，实际情况下，当 所测两灯杆之间的路段长度介于20～40m ，宽度介于8～16m 时，M 应取 10～20 的数值， N 应取3～6 的数值，而平均照度为Eav 式中，E ″av 为平均照度值;E ″0 、E ″1、E ″2 所代表的测量点与四点法相同 由于路面上各个测量点的照度测量值差异很大，因此既考虑到测量数值的特殊性，又考 虑到计算的整体性[8]，采用了式(3)所示的平均算法，将测量区域归如下分类：位于灯杆正 下方的4 个位置、两灯杆间道路中心的若干位置、除第一类和第二类之外的道路边缘的若干 位置。根据3 个类型测量点的数量和司机的使用频率，分别将其乘以系数1、2、3，并且也 考虑到布点区域网格的数量(M 和N)，改进的布点及计算方法所计算的平均照度值更加精确。 综上所述，在测试区域相同的条件下，传统的测量方法需要测量25 个点(如图 1、2 所 示)，而改进的测试方法法只需测量16 个点。相比之下，测量时间节省1/5，而且有效地避 免了传统测试方法中机动车道测量点与人行道测量点相重合的问题，并且计算的平均照度值 更加精确。 2.2 参数计算程序 为了简化现场测试评价的步骤，进一步提高工作效率，本方案中的参数计算部分可以根 据改进的测试和计算方法使用计算机程序完成相关参数的计算[9]。应用LabVIEW 软件编写 了一个计算机计算程序，在输入各个测量点相应的照度测量值之后，首先自动计算出道路的 平均照度、人行道的平均照度和照度纵向均匀度，再计算出照度均匀度、照度维护系数、照 度功率密度、应用光效和环境比的数值结果，结果见5 。如图5 所示，该程序将LabVIEW 软 件中数组函数应用于现场测试中，用