交通标线逆反射静态测量与动态测量一致性和重复性研究.pdf

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2023-03-22作者简介：黄强（1974），男，广东湛江人，高级工程师，研究方向为交通安全、智能交通。交通标线逆反射静态测量与动态测量一致性和重复性研究黄强1，周旭东2，黄小民2，赵菁祥3（1.广东省交通集团有限公司，广东 广州 510623；2.广东省公路建设有限公司，广东 广州 510699；3.广东交科检测有限公司，广东 广州 510550）摘要：为研究标线逆反射动态检测方法的可靠性，以手持式标线逆反射测量仪为参考设备，通过组内相关系数和变异系数的统计学方法对比交通标线逆反射亮度系数的静态测量和动态测量结果，研究二者的一致性和重复性问题，评估动态测量结果的可靠性。关键词：道路交通标线；逆反射亮度系数；动静态测量；一致性和重复性；组内相关系数中图分类号：U491.52文献标识码：A0 引言目前国内交通标线逆反射亮度系数的测试方法是采用人工手持便携式仪器，单点、接触式的静态测试。然而，随着国内道路规模不断扩大，交通标线绝大多数处于养护运营期，采用封路、定点检测方法针对交工验收等小规模检测尚可，但是针对大规模已处于运营期需要养护的标线则不再适用。车载式标线逆反射测量仪的动态测量，是一种安全和高效测量道路交通标线逆反射亮度系数的方法。车载式道路标线逆反射测量仪将测试车辆与测量设备相结合，提高检测效率，不仅能按设定频率大量采集整个路段标线逆反射数据，以此对标线进行更全面、客观地评估，而且无需交通围蔽，保障了检测安全。目前，国内的标线逆反射动态快速检测还处于应用初期，与手持便携式设备进行对比以确保结果的准确性和可靠性尤为重要，国内外学者已进行初步的对比验证1-4。由于通过计算平均值、误差百分比得出的结论较为简单粗糙，无法检验随机误差的影响。为进一步研究标线逆反射动态快速检测方法的可靠性和检测结果的准确性，本文在实际道路上使用便携式逆反射标线测量仪为参考设备，通过组内相关系数和变异系数的统计学方法检验二者在检测交通标线逆反射结果上的一致性和重复性问题，深入探讨两种检测方法之间的关联性，评估标线逆反射动态测量结果的可靠性。1 试验方案设计1.1 统计学方法针对定量的计量数据，需评价不同测试方法对同一研究对象的结果一致性，主要方法有配对t检验法、组内相关系数 CICC（Intra-Class Correlation Coefficient,ICC）等。如，Holzschuher等5采用配对t检验法检验两种仪器检测结果的系统误差是否有差别。但此种方法的缺点是不能检验随机误差的影响。组内相关系数用于评价多个不同测量方法间差异占总变异的比重，可同时考虑系统误差和随机误差的影响，有明显的优势。当判断一致性时，结果为趋势的一致性，表明研究对象之间的相关性；当判断绝对一致性时，结果为数据的绝对一致性，表明对应检测结果的数据一致性。在95%的置信水平下，一般CICC0.7认为一致性较好，0.4 CICC 0.7认为一致性中等，0.2 CICC 0.4认为一致性一般，CICC 0.7，显著性p=0.000 0.05，可认为标线逆反射静态测量和动态测量结果在95%的置信区间内没有统计学上的显著性差异，两种测试方法具有较好的一致性，说明车载式标线逆反射测量仪的动态测试准确性和可靠性较高。表2 标线逆反射动静态测试绝对一致性组内相关系数结果测量单个测量平均测量相关系数0.9750.987下限0.9070.951上限0.9940.997值77.09077.090自由度199自由度299显著性p0.0000.000测试单元012345678910静态测试（平均值）动态测试（平均值）400380360340320300280260240220200180160140120100逆反射亮度系数/（mcd/m2/lx）图1 标线逆反射动静态测试结果曲线图8交通世界TRANSPOWORLD表3 标线逆反射动静态测试一致性组内相关系数结果测量单个测量平均测量相关系数0.9740.987下限0.9010.948上限0.9940.997值77.09077.090自由度199自由度299显著性P0.0000.000测试车辆在平均速度80 km/h的条件下，同一测试人员使用车载式标线逆反射测量仪，重复测试热熔型车道边缘线。测量重复性统计如表4所示。通过重复性测试结果可以看出，由于每一次检测时状态无法保证完全一致，车载动态检测结果会在一定范围内波动，总体的变异系数在5%左右。表4 标线逆反射重复性测量结果测试单元12345678910平均值/(mcd/m2/lx)244275281260343359250236303286标准差/(mcd/m2/lx)13.3514.9316.0718.8715.2017.7218.2614.1313.8811.13变异系数（%）5.475.435.717.264.434.937.295.994.583.89变异系数与测量结果的回归关系如图2所示。相关性线性回归建模的斜率远小于1.0，且接近于零，表明逆反射动态测试结果的重复性独立于测试结果，表示标线逆反射数值等级大小的不同，不会影响测量的重复性。3 结论本文选取10个测试单元试验段进行标线逆反射车载式动态测试，并与手持便携式仪器静态测试结果进行统计对比，有如下结论。1）车载式逆反射仪器提供了比手持仪器更全面的数据和更精准的标线总体逆反射采样。本文选择的交通标线试验段的逆反射亮度系数范围在150400 mcd/m2/lx。数理统计分析结果表明，标线逆反射采用便携式测量仪静态测试方法和车载式测量仪动态测试方法的结果在95%的置信水平上未表现出统计学上的显著性差异，两种检测方式的测试结果趋势一致性和数据一致性是较好的，标线逆反射车载动态检测结果具有较高的可靠性。2）相同测试人员在相同条件、相同标线位置下进行检测，每一次的检测结果会在一定范围内波动，总体的变异系数在5%左右。测试结果的重复性与逆反射数值的大小之间相互独立，表明在不同逆反射数值等级的标线上，车载动态检测具有较好的可重复性。参考文献：1 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）：43-46.2 CHOUBANE B,SEVEARANCE J,LEE S H,et al.Re-peatability and Reproducibility of Mobile Retroreflectiv-ity Units for Measurement of Pavement MarkingsJ.Transportation Research Record,2013,2337(1):74-82.3 DARIO B,MARIO F,ILIONIENE,et al.Evaluationof static and dynamic method for measuring retroreflec-tion of road markingsJ.Gradevinar,2017,69(10):907-914.4 陈冬青.道路交通标线逆反射亮度系数动静态测量对比分析J.福建交通科技，2022（9）：102-106.5 HOLZSCHUHER C,CHOUBANE B,FLETCHER J,et al.Repeatability of Mobile Retroreflectometer Unitfor Measurement of Pavement MarkingsJ.Transporta-tion Research Record,2010,2169(1):95-106.6 余红梅，罗艳虹，萨建，等.组内相关系数及其软件实现J.中国卫生统计，2011，28（5）：497-500.87654变异系数（%）250逆反射亮度系数/（mcd/m2/lx）300350调整后R2R2（COD）Pearsons r残差平方和斜率截距权重绘图方程0.283 830.363 41-0.602 837.320 79-0.016 580.007 7610.202 772.222 23变异系数（%）不加权y=a+bx图2 重复测量结果与变异系数关系图9