Повышение безопасности автодорог с помощью освещения Инновации в освещении
статья

Повышение безопасности автодорог с помощью освещения

Инновации в освещении

государственное  бюджетное профессиональное

образовательное  учреждение

Воронежской области «Борисоглебский дорожный техникум»

Преподаватель Е.Ю.Подгурская

Новое изобретение отличается в лучшую сторону от представленных учеными вариантов. Система может питаться от централизованной трехфазной сети переменного тока или от возобновляемых источников энергии. Для работы устройств необходимо установить по три датчика на опорах по обе стороны от освещаемого участка дороги. Первый контролирует свет от фар на въезд в сторону участка дороги. Второй - это датчик естественной освещенности. Третий контролирует свет от фар на выезд со стороны участка дороги. Также в системе присутствует блок контроля освещенности. На опоре уличного освещения устанавливают блок управления системой, источник питания, блок управления осветительным прибором и сам осветительный прибор.

Отдельные датчики контролируют значения естественной освещенности, которые передаются в блоки контроля освещенности. Если показатель освещенности ниже заданного значения, то система приводится в состояние ожидания к включению. При приближении транспортного средства с включенными фарами в сторону освещаемого участка датчик реагирует на свет фар и передает сигнал по цепочке блоков. В результате система включит подсветку для подъезжающего автомобиля. При выезде транспорта за пределы участка система отключит аппарат через аналогичную цепь блоков. При непрерывном движении транспорта система не будет отключаться. В качестве источника питания могут выступать централизованное электроснабжение (от трансформаторной подстанции), накопитель электроэнергии, фотоэлектрическая или ветроэлектрическая установка.

Описанный способ позволит сэкономить значительное число энергии, так как приборы включаются только при необходимости, а не горят всю ночь. Датчики, которые формируют сигнал на включение и выключение приборов, устанавливаются вне освещаемого участка. Это позволяет сохранить безопасность и комфорт для водителей, так как свет будет включаться заблаговременно до подъезда автомобиля к участку. Данный способ также сохраняет ресурс оборудования и системы электроснабжения. Также для реализации метода требуется относительно немного единиц оборудования. Питание светильников от возобновляемой энергии позволит организовать освещение на удаленных автодорожных участках.

Безопасные пешеходные переходы

Создавая благоприятные условия для всех участников движения, необходимо учитывать освещенность полотна дороги, равномерность распределения яркости и слепящее действие светильников.

Специальные светильники в зоне переходов формируют световой коридор для пешеходов и повышают уровень вертикальной освещенности. Для увеличения безопасности специалисты советуют оборудовать переходы светильниками, которые отличаются по цвету от уличного освещения для создания контраста. Направление светового потока при этом должно совпадать с направлением движения автомобиля, а светильники должны располагаться на высоте от половины до полной высоты стандартной опоры. Средняя вертикальная освещенность на переходах должна составлять 40 люксов над осью перехода в направлении движения, а нижний предел по всей освещаемой территории - 5 люксов. Максимум освещенности должно приходиться на пешехода, а яркость светильников в сторону водителей, наоборот, необходимо ограничивать или экранировать.

Инновационную сигнальную систему «светофор под ногами» устанавливают в начале пешеходного   перехода.  Систему «светящиеся линии»,   которые   предупреждают водителей непосредственно перед пешеходным     переходом. Линии представляют собой светодиодные полосы зеленого или красного цвета, по сигналу светофора.

В целом текущий тренд предполагает   постепенную   замену   разрядных ламп на светодиодные, так как они экономят много энергии, том числе и для автодорог. Автоматизация освещения дополнительно улучшает энергетическую  эффективность. Современные инновации в этой области также направлены на  повышение  безопасности  для всех участников движения и на сохранение ресурса оборудования

Текущие автоматизированные системы

Большинство существующих аппаратов создаются на базе астрономического таймера. При управлении освещением он учитывает астрономическое время и географическое положение. В таймер вводятся время, дата и координаты местности.

Несмотря   на   простоту   реализации система обладает низким показателем энергосбережения на удаленных от населенных пунктов участках дорог. Это происходит из-за того, что горение осветительных приборов не учитывает реальную интенсивность движения по дороге и происходит на протяжении всего темного времени суток. Также недостатком большинства систем является то, что они питаются от трансформаторных подстанций, которые могут отсутствовать на удаленных дорожных участках.

Несколько запатентованных отечественных систем освещения. Первый вариант может обеспечить равномерное освещение при переходе системы в энергосберегающий или ночной режимы. Аппаратура управляется по астрономическим часам и питается от трехфазной сети переменного тока. В системе применяются датчик освещенности, видеокамеры, коммутаторы, таймеры, четырехканальный видеодетектор движения, датчики тумана и гололеда.

Преимущество заключается в возможности переключения светильников на полный световой поток при плохой погоде (дождь, снегопад, туман, гололед). При этом исследователи отмечают, что обилие дополнительного оборудования усложняет исполнение и ведет к удорожанию системы. Также питание невозможно вне населенных пунктов и не позволяет заблаговременно включить освещение, чтобы подготовить водителя к въезду на освещенный участок из темного.

Вторая система  включает аккумуляторные и солнечные батареи, датчики освещенности и движения, лампу светильника   и  устройство управления. Аппаратура   нацелена на увеличение   длительности работы устройства  освещения   за счет

солнечной  энергии,  поэтому систему можно   применять   вдали от населенных   пунктов.   Устройство управления  может включить

дополнительное освещение    без резкого изменения освещения, что увеличивает безопасность на дороге. В качестве недостатка исследователи отметили энергозатратность устройства, так

 как оно светит ночью в случае отсутствия автомобилей на дороге. 

Третья система  с помощью камер и регуляторов на   осветительных арматурах способна реагировать на въезд и выезд

транспортных объектов на заданной территории. Также она может вместо  камер использовать  радиолокатор,   лазер   или электромагнитный датчик, который встроен в полосу движения. Из недостатков следует отметить высокую стоимость аппаратуры, так как электронные регуляторы необходимо устанавливать на каждой осветительной арматуре. Также сохраняется проблема комфортного въезда из темного в светлый участок дороги, так как осветительная техника устанавливается только на освещаемом участке дороги.

В связи с реализацией национальных проектов (БКД и Комплексного плана) проблема модернизации уличного освещения становится все более актуальной. 29 сентября 2020 года Правительство РФ выпустило распоряжение № 2502 - р. Согласно документу министерствам и ведомствам необходимо подготовить предложения, которые должны стимулировать внедрение автоматизированных систем освещения на автодорогах. Власти планируют уменьшить затраты на электричество в среднем на 30% при сохранении текущего уровня освещенности дорог.

Соискатель Филиппова (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) и магистрант Сидорен-кова (ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ») в 2021 году изучили российский опыт в сфере систем автоматизированного управления освещением дорог и представили свой вариант. Ученые отметили, что