Система адаптивного освещения дороги
Проблема хорошей видимости при движении автомобиля возникла чуть ли не одновременно с ним самим. В свое время для обеспечения этого использовались как керосиновые лампы, так и другие, порой достаточно экзотические, источники света. Однако даже сложившаяся в настоящее время система освещения не является окончательной, она постоянно меняется и совершенствуется. В качестве примера этому может служить система адаптивного освещения.
Содержание
- Как и что надо освещать?
- Адаптивное освещение дороги
- Как реализована работа данных систем
- Как работает AFS
- О работе AFL
Как и что надо освещать?
Проблема безопасности движения, особенно при плохой видимости, а также в сумерках и темноте, непосредственно связана с освещением дороги, по которой движется машина. Но тут существует сразу несколько взаимоисключающих моментов:
- дорога должна быть освещена на значительном расстоянии впереди транспортного средства, чтобы водитель мог своевременно предпринять меры по предотвращению опасности;
- должна быть освещена обочина, позволяя своевременно обнаружить находящихся вблизи проезжей части пешеходов и животных;
- интенсивность света должна быть такова, чтобы не слепить водителей встречного транспорта;
- яркость света должна быть разной в условиях города и загородной дороги.
Классическая система головного освещения предусматривает разделение на ближний и дальний свет, которые святят только прямо, но у каждого из них свое назначение. Если ближний свет предназначен для подсветки обочины и дороги на небольшом расстояния впереди, а также используется при разъезде встречных автомобилей и движении в городе, то дальний свет включают при движении на загородных трассах, освещают дорогу далеко впереди себя.
Адаптивное освещение дороги
Над проблемой создания безопасных условий при движении в темноте работали и работают многие производители.
Речь идет о том, что используется адаптивное освещение, которое может быть реализовано следующими способами:
- использовать дополнительную лампочку для подсветки при маневрировании (при скорости до семидесяти км/час). Подобная лампа включается при повороте руля или изменении положения поворотника;
- применять поворачивающиеся фары. У такого головного адаптивного освещения поворотов фара поворачивается в зависимости от скорости движения вслед за рулем на пятнадцать-двадцать два градуса при повороте наружу и до семи градусов при повороте внутрь;
- задействовать оба способа адаптивного освещения.
Как реализована работа данных систем
В настоящее время разными производителями реализованы несколько различающихся вариантов головного адаптивного освещения, из которых можно упомянуть AFS и AFL.
Как работает AFS
Подобная система разработана для автомобилей семейства Volkswagen. В ней реализован принцип изменения положения фары. Система AFS построена на том, что компьютер при маневре транспортного средства изменяет положение фар в соответствии с переменой положения руля. Поворот каждой фары осуществляется на свой угол, для внутреннего поворота он больше, для внешнего – меньше.
Для оценки величины требуемого изменения в положение фар система головного освещения AFS пользуется результатами измерения многочисленных датчиков, имеющихся на авто – положения руля, скорости, курсовой устойчивости и т.д. Например, изменяющиеся данные от датчика ESP (курсовой устойчивости) свидетельствует, что машина находится в состоянии маневрирования, а значит, AFS отключится, и фары не будут повторять изгибы дороги.
Свет будет направляться только прямо.
Работает AFS только с биксеноновыми устройствами как на дальнем, так и на ближнем свете.
О работе AFL
Система адаптивного освещения AFL применяется на авто семейства Opel. Она представляет собой комбинированный вариант. Для обеспечения адаптивного освещения в системе AFL, так же как и в AFS, используется поворот фар при изменении положения руля, но кроме этого существуют дополнительные лампочки подсветки.
При движении машины на высокой скорости система головного освещения AFL отслеживает повороты руля, в соответствии с которыми поворачивает фары. Однако при скоростях ниже семидесяти километров в час AFL при выполнении маневров включает дополнительную лампочку, имеющую широкий угол подсветки. Благодаря этому подсвечиваются повороты, и маневрирование в узких местах и на перекрестках становится гораздо безопасней.
Дополнительным преимуществом AFL может служить зависимость от скорости — при маневрировании или перестроении на автостраде система AFL не включится.
Использование биксеноновых фар обеспечивает одинаковое освещение на ближнем и дальнем свете, т.к. для этого задействована одна лампочка. Переключение с дальнего света на ближний AFL производит автоматически.
Система адаптивного головного освещения AFS
Инженерные решения в области светотехники автомобилей Volkswagen — это огромный шаг вперед: фары обладают собственным интеллектом, они автоматизированы и, следуя за рулем, направляют свет туда, куда едет машина. Сегодня они работают по принципу карманного фонарика в руках пешехода, освещающего путнику тропинку, а не кусты. А было время, когда автомобильные фары делали все с точностью до наоборот. Новая система AFS, разработанная инженерами VOLKSWAGEN AG, призвана освещать то, что скрывается в тени. Аббревиатура происходит от английского Advanced Frontlighting System, на русский это переводится как «система адаптивного освещения поворотов», при этом «умные» фары управляются компьютером и интегрированы в общий электронный блок автомобиля.
Сегодня система AFS в качестве опции устанавливается на модели Phaeton, Touareg, Passat, Eos, Touran и Golf Plus.
Словно глаза хищной птицы, фары «всматриваются» в поворот, следуя за движением рулевого колеса. Максимальный угол поворота в любую сторону составляет 15 градусов, при этом фары слегка «косят». Фара, находящаяся с внешней стороны поворота (то есть, в левом повороте это будет правый прожектор), поворачивается на половину угла. Это позволяет расширить световое пятно в повороте и лучше осветить обочины дороги.
AFS срабатывает как при ближнем, так и при дальнем свете, однако устанавливается она только вместе с биксеноновыми устройствами.
Как работает поворотная фара? Специальный шаговый электродвигатель поворачивает весь световой блок вместе с отражателем. Этот миниатюрный электромотор смещает блок на точно заданные сверхмалые расстояния.
Водитель, хотя и замечает движение светового пятна, не отвлекается от процесса управления: смещение света всегда остается плавным и естественным. Кроме того, у AFS есть ещё одна особенность: это дополнительные фары освещения поворотов. Круто поворачивая ночью на неосвещенном перекрестке, водитель практически не видит происходящего в темноте, а это может быть опасно для переходящих улицу пешеходов.
В ближайшем будущем инженеры Volkswagen планируют внедрить новую концепцию адаптивного света. В частности, появятся четыре варианта работы ближнего света: освещение для автомагистралей (яркое и мощное), загородное освещение (соответствует сегодняшнему ближнему свету), городской свет (меньшей, чем сегодня дальности, но с расширенным световым пятном), а также освещение в плохую погоду (соответствующее сегодняшним противотуманным фарам). Все это будет к тому же поворачиваться. И тогда на «дорожной карте» точно не останется темных пятен.
По материалам www.volkswagen.de
Светодиоды LED в головной оптике Инновационная LED оптика Ауди стала одной из главных отличительных черт автомобилей из Ингольштадта. | |
Технологии турбонаддува Volkswagen AG последовательно переводит все модели на турбонаддув. Данная ситуация вполне логична двигатель с системой турбонаддува более экологичен, экономичен и обладает большей мощностью при меньшей массе. Новейшие технологии в будущем позволят достичь новых высот при проектировании наддувных двигателей, а пока, рассмотрим существующие. |
С 2003 года концерн VAG внедряет и разрабатывает всё новые системы головного освещения на светодиодах и является признанным мировым лидером в этом направлении.Адаптивное освещение улиц и жилых территорий
Электронное освещение
17 июня 2019 г.
Ведущий исполнитель: Политехнический институт и государственный университет Вирджинии – Блэксбург, Вирджиния
Партнеры: Нет
DOE Общее финансирование: $718 028
Срок проекта: 15, 2 апреля 019 – 31 декабря 2022 г.
Тип финансирования: Объявление о возможности финансирования исследований и разработок SSL (FOA) (DE-FOA-0001823)
При адаптивном освещении уровни освещения регулируются в зависимости от потребностей пользователей помещения. Такие системы обеспечиваются возможностью мгновенного включения и затемнения твердотельного освещения, и было показано, что они могут снизить потребление энергии более чем на 50% как за счет использования поддерживаемых уровней освещения без переосвещения, так и за счет затемнения. Дополнительные преимущества систем адаптивного освещения включают снижение потенциальных негативных эффектов, связанных с наружным освещением, таких как проникновение света и свечение неба. Хотя полностью адаптивные системы освещения могут обеспечить значительное снижение энергопотребления и стоимости, внедрение этих систем на улицах и в жилых районах идет медленно, возможно, из-за высокой стоимости контроллеров светильников и/или возможности негативное влияние на безопасность дорожного движения и/или безопасность жителей.
Чтобы ускорить внедрение систем адаптивного освещения, необходимо дополнительно изучить возможности этой технологии, а также ее влияние на безопасность на улицах и в жилых районах. Этот проект включает в себя анализ воздействия адаптивного освещения с целью разработки показателей для руководства проектированием систем адаптивного освещения и стремится максимизировать экономию энергии за счет лучшего понимания потребностей приложений (визуальная безопасность и безопасность), что позволяет принимать обоснованные решения. -изготовление, связанное с системами освещения и управления. Тематическое исследование будет проведено в городе, где полностью реализовано адаптивное освещение, и для оценки эффективности системы адаптивного освещения будут использованы полная фотометрическая оценка, анализ ДТП и преступлений, а также фокус-группы. На основе результатов тематического исследования будет разработана метрика, которая позволит оценить влияние адаптивного освещения на установленные меры. После окончательной оценки метрики, а также потребления энергии и воздействия на пользователей результаты будут преобразованы в рекомендации и спецификации для применения адаптивного освещения на улицах и в жилых районах.
Ожидается, что этот проект окажет значительное и непосредственное влияние на индустрию наружного освещения. Способность определять энергетическое воздействие адаптивной системы освещения, обеспечивающей безопасность и защищенность пользователей проезжей части, позволит агентствам и правительствам принимать обоснованные решения в отношении адаптивных систем освещения и предоставлять обоснование затрат и выгод для этих систем. Таким образом, результаты сразу улучшат принятие решений, связанных с системами освещения и управления.
Контакты Технический менеджер Министерства энергетики: Брайан Уокер, [email protected]
Ведущий исполнитель: Рон Гиббонс, Технический транспортный институт Вирджинии
СВЯЗАННЫЙ D ПУБЛИКАЦИИ
2021 Обзор исследований
Адаптивное, динамическое и интеллектуальное освещение — профессиональное светодиодное освещение
Адаптивное, динамическое и интеллектуальное освещение
Ранее большинство осветительных приложений разрабатывались для обеспечения подходящих условий для зрения, поддержки наиболее требовательных зрительных задач, а также с учетом требований по обеспечению надлежащего уровня визуального комфорта и эстетики.
Ранее большинство осветительных приборов разрабатывались для обеспечения подходящих условий для зрения, поддержки наиболее требовательных визуальных задач, а также с учетом требований по обеспечению надлежащего уровня зрительного комфорта и эстетики. В большинстве случаев это было решение для статического освещения, поскольку возможности изменения уровня освещенности, распределения яркости или спектра источника света были ограничены. Задачи, обитатели и потребности время от времени меняются, что делает контроль над освещением желательным, если недостижимым. Усовершенствованная технология светодиодов и управления делает невозможное возможным; теперь ключевыми вопросами для CIE также являются то, как определить потребности пользователей для различных приложений и как лучше всего настроить системы освещения, чтобы они были адаптивными и интеллектуальными в ответ.
Пользователь должен быть в центре внимания любого применения освещения, независимо от того, предназначено ли освещение для рабочего места, для дома и отдыха или для художественного впечатления.
Руководящие документы содержат количественные фотометрические параметры для многих применений. К ним относятся: горизонтальная и вертикальная освещенность и яркость, яркость и распределение освещенности, цветопередача источника света и энергетические характеристики. Фотометрические параметры сегодня основаны на зрительных потребностях в достаточном освещении, чтобы видеть, и достаточном контроле, чтобы предотвратить дискомфорт, связанный с бликами. Растет интерес к добавлению параметров для учета световых реакций под влиянием ipRGC (также известных как интегративное освещение или освещение, ориентированное на человека), хотя такие критерии для этих параметров еще не установлены.
Роль адаптивного освещения
Роль адаптивного освещения (иногда называемого «умным освещением») заключается в целостной адаптации всего набора параметров освещения к текущим потребностям пользователей в зависимости от текущих условий, меняющихся в ответ на изменяющиеся условия, которые включают доступность и качество дневного света, характер занятости пользователей и пользовательские предпочтения.
Динамическое освещение может меняться в соответствии с предварительно заданными динамическими вариациями или в ответ на ручное управление, но адаптивное освещение определяет текущие условия и реагирует соответствующим образом. Если в них включены автоматические функции и даже больше, если они основаны на передовых технологиях, таких как нечеткая логика, генетические алгоритмы или нейронные сети, мы можем назвать такие системы «интеллектуальными».
Приспособляемость системы освещения можно разделить на четыре уровня:
• Уровень 1 — адаптация с использованием временных графиков на основе статистики
• Уровень 2 — адаптация по требованию с использованием местных датчиков или отдельных устройств
местное управление
• Уровень 3 — адаптация со ссылками на интеллектуальные системы, такие как Building
Системы автоматизации (BAS) для зданий и Intelligent Transport
Системы (ИТС) на выбранных дорогах
• Уровень 4 — адаптация, сочетающая в себе варианты Уровней 2 и 3,
например:
° запланированные изменения цвета или уровня источника света для имитации дневного света
шаблоны, с или без определения присутствия людей, настройки задач,
или сбора данных о дневном свете с электрикой
и освещением системы управления (ELMS) контроль
° мониторинг освещенности
° освещение по требованию – освещение, которое активируется при немедленной необходимости и
в противном случае затемняются или выключаются, например.
с подключенным транспортным средством
Технологии или в ответ на местные сигналы занятости
° приложения для умного города и умного здания
Как использовать технологии для адаптивного освещения
Технологии для обеспечения адаптивного освещения уже представлены на рынке и приняты некоторыми юрисдикциями. Тем не менее, у нас недостаточное понимание того, как лучше всего использовать эти технологии, а это означает, что установки могут плохо служить пользователям, а в худшем случае могут нанести вред. Исследователи освещения могут генерировать знания, необходимые для поддержки наилучшего применения технологий адаптивного освещения.
Международная комиссия по освещению (CIE) понимает важность и безотлагательность решения проблем адаптивного, динамического и интеллектуального освещения во всех областях применения. Следовательно, эта тема является изюминкой исследовательской стратегии CIE.
Ключевые вопросы исследования:
• Как адаптивное освещение влияет на поведение или реакцию пользователей,
например, на восприятие пространства пассажирами или безопасность водителя?
• Как система должна адаптироваться к обстоятельствам, чтобы обеспечить
оптимальное освещение? Например:
° Может ли система определять индивидуальные потребности в различных условиях зрения?
° Может ли освещение проезжей части меняться в зависимости от состава дорожного движения,
плотности движения и погодных условий?
• Как связаны настройки освещения с безопасностью пользователя
и комфортом?
• Какие типы и уровни динамики допустимы в осветительной установке
?
• Какие типы ввода и обратной связи (например, яркость дорожного покрытия
мониторинг, фотоэлементы, обнаружение присутствия, алгоритмы для встроенного
мультисенсорного входа, автоматическое обнаружение неисправностей) необходимы для
обеспечения удобства использования системы?
• Каковы затраты на электроэнергию и эксплуатационные расходы, а также преимущества адаптивного освещения?
• Может ли адаптивное наружное освещение иметь экологические преимущества помимо
экономии энергии?
CIE ранее опубликовал два технических отчета, которые полностью (CIE 222:2017) или частично (CIE 205:2013) посвящены проблемам динамического, адаптивного и интеллектуального освещения в зданиях.
CIE 222:2017 — Схема принятия решений по управлению освещением в нежилых зданиях
В этом отчете предлагаются рекомендации по обеспечению баланса между качеством освещения, комфортом пользователя и энергоэффективностью в решениях по управлению освещением для освещения в нежилых зданиях (т. е. для коммерческих, институциональных и производственных зданий). Он предоставляет схему принятия решений с акцентом на требования пользователя (визуальный комфорт, производительность, личный контроль) для определения наиболее применимого решения по управлению, включая последствия для возможной экономии. При этом предполагается, что нет никаких технологических или финансовых препятствий. Схема принятия решений определяет 16 возможных стратегий управления как для дневного, так и для электрического освещения, а также дает указания, какая стратегия будет наиболее эффективной в каждом из 12 случаев, определяемых использованием и занятостью пространства.
CIE 205:2013 — Обзор показателей качества освещения для внутреннего освещения с помощью систем светодиодного освещения
В этом отчете содержится информация о пригодности существующих показателей качества освещения применительно к (коммерческим) системам внутреннего светодиодного освещения.
В нем выявляются пробелы и слабые места в существующих мерах качества, рекомендуются новые меры качества и включаются предложения по необходимым исследованиям.
Технические комитеты CIE занимаются адаптивным освещением на транспорте и дорогах
ТК 4-51 – Оптимизация дорожного освещения:
Целью данного ТК является разработка руководства по оптимизации дорожного освещения, чтобы сбалансировать выгоды и затраты, когда основные вопросы включают риск несчастного случая и потребление энергии.
C 4-47 — Применение светодиодов в транспортном освещении и сигнализации:
Целью данного ТК является рассмотрение применения и методов измерения светодиодных систем в транспортном освещении и сигнализации, а также предоставление рекомендаций по визуальным характеристикам светодиодных сигналов и освещения. насколько они влияют на визуальную производительность пользователей транспортной системы.
Резюме и заключение
Текущие исследования в области адаптивного освещения были в центре внимания во время Тематической конференции CIE по интеллектуальному освещению, состоявшейся ранее в этом году в Китайском Тайбэе.