5.5. Режим роботи зовнішнього освітлення і безпека руху

Визначено [75], що відносна небезпека окремих періодів доби, якщо вважати за одиницю день, співвідноситься як 1 (день): 4 (ніч): 23 (ранкові сутінки): 83 (вечірні сутінки). Кафедрою МБ КНУБА розроблена методика, яка дає змогу оптимізувати час ввімкнення (вимкнення) зовнішнього освітлення відповідно до потреб руху в різні періоди доби.

Першим етапом є побудова планограми дорожньо-транспортних пригод (ДТП), яка будується в осях прямокутних координат. Спочатку на осі абсцис відкладаються дні і місяці року (масштаб: 1 день = 2мм), а по осі ординат, починаючи з 16.00 (для міст, що знаходяться приблизно на 50^о півн. широти – Київ, Харків та ін.), відкладають хвилини (1 хв = 1мм), з розбивкою цілої доби погодинно, тобто 24х60 = 1240 хвилин.

Далі за обліковими картками ДАІ позначають ДТП, що сталися в цьому місті протягом останніх трьох років. Для кожного року обирають окреме позначення, наприклад кружечок, квадратик, трикутничок. Для цього використовують дані з облікової картки про дату і час ДТП, які і є координатами. Кожній ДТП надається порядковий номер, за яким можна у створеній базі даних визначити місце, причину дорожньої пригоди, чи було ввімкнене ЗО, якщо вона сталася в темний час доби, та інші характеристики ДТП.

Далі на кресленні за астрономічним календарем за допомогою ліній позначають схід і захід Сонця, а також час закінчення вечірніх і початку ранкових цивільних сутінок, що відповідає заходу Сонця за горизонт на кут 6^о.

Отримане таким чином креслення називається планограмою ДТП (рис. 5.7).

На другому етапі для кожного місяця року будують графіки питомої небезпеки (рис. 5.8). На осі абсцис відкладають 24 години доби з їхнім поділом на періоди ночі, дня і сутінок, якщо це потрібно. Наприклад (рис. 5.8), у Києві в лютому в проміжку часу з 7.00 до 8.00 години на ніч припадає 1018 хв, на ранкові сутінки – 598 хв і на день – 64 хв, у сумі – 1680 хв, тобто тривалість кожного часового проміжку в лютому становить: 28 днів х 60 = 1680 хв. На осі ординат відкладають тривалість часових проміжків залежно від кількості днів у році. Нижче від цього графіка з планограми ДТП (рис. 5.7) за кожен рік кожної години, а в розбитій на окремі частини годині – в кожній її частині позначають кількість ДТП. У наступному стовпці визначають середньорічну кількість ДТП і далі за формулою обчислюють небезпеку для кожного періоду, що являє собою відношення середньорічної кількості ДТП у цьому часовому проміжку до тривалості цього проміжку і частки інтенсивності руху транспорту в ньому, яка розраховується на основі обстежень для кожного міста окремо. Визначену в такий спосіб питому небезпеку відображають графічно в масштабі під відповідним часовим проміжком.

Рис. 5.7. Планограма ДТП

________ лінія заходу (сходу) сонця - - - - - лінія кінця (початку) сутінків

Рис. 5.8. Графік питомої небезпеки за лютий (Київ; 50,5⁰ п.ш.)

Рис. 5.9. Варіанти режимів експлуатації зовнішнього освітлення

- черговий режим

1 – лінія моментів заходу сонця

2 – лінія моментів сходу сонця

Третій етап. За графіками питомої небезпеки, складеними для кожного місяця року, будують варіаційні графіки небезпеки для кожного періоду доби: день, ніч, ранкові і вечірні сутінки. Ці графіки являють собою ранжовані (від максимуму до мінімуму) гістограми, що об’єктивно відображають картину дійсної небезпеки (відповідно до руху транспорту і пішоходів) у місті в різний час доби. Їх можна застосовувати для визначення моментів увімкнення (вимкнення) ЗО, вирішення питань організації руху, а також планування заходів з профілактики ДТП.

Технічною частиною експлуатації установок ЗО передбачено: ввімкнення і вимкнення; контроль за їхньою роботою; заміну ламп, очищення світильників чи їхню заміну; усунення пошкоджень в електрообладнанні, мережі тощо.

Вуличні освітлювальні установки експлуатують: у вечірньому режимі, коли їх увімкнуто на встановлену потужність; у нічному режимі, коли частина встановленої потужності в період значного зниження інтенсивності руху вимикається. Увімкнення і вимкнення ЗО відбувається за добовим графіком, який змінюється залежно від географічних координат населених пунктів.

Початок чи кінець кожного режиму повністю визначають чотири моменти:

m₁ – момент увімкнення ЗО увечері;

m_{2 –} момент переходу на нічний режим експлуатації, коли частина світильників вимикається;

m₃ – момент переходу на робочий режим у ранкові години;

m₄ – момент вимкнення ЗО вранці.

Якщо лінії моментів часу m₁ и m₄ фіксовані закінченням і початком цивільних сутінків, то моменти m₂ и m₃ для різних міст визначаються за рішенням місцевих Рад і можуть набувати декількох значень, які зумовлюють п’ять можливих принципових варіантів режиму експлуатації ЗО (рис. 5.9):

а) m₂ – постійний протягом всього року (для міст України типовими є такі значення m₂: 23-я, 24-а, 1-а година);

m₃ – діє тільки в I, II, III, X, XI, XII місяці;

б) m₂ – постійний протягом усього року;

m₃ – немає;

в) m₂ – змінюється протягом року (можуть бути різні варіанти, на рис. 5.9 показано два можливих з них);

m₃ – той самий, що й у пункті «а»;

г) m₂ – той же, що в пункті «в»;

m₃ – немає;

д) m₂ и m₃ – немає.

Такий режим застосовують у деяких країнах, й очевидно, що у зв’язку зі зростанням інтенсивності руху транспорту в нічний час доби він буде застосовуватися в Україні.

В основу техніко-економічного розрахунку моментів увімкнення (вимкнення) ЗО міст, які потрібно коригувати кожні десять років, може бути покладений принцип визначення ймовірного зменшення збитків народному господарству від ДТП і порівняння їх з витратами на додаткове споживання електроенергії за більш раннього увімкнення і більш пізнього вимкненні ЗО.

Якщо позначити моменти ввімкнення ЗО як t₁, t₂, t₃, де t₁ – час, що минув після заходу Сонця, зафіксований у хвилинах, і вибрати ці моменти так, щоб t₁ відповідало рівню природної горизонтальної освітленості 30 лк, t₂ – 20 лк і t₃ – 10 лк, можна вивести формулу розрахунку оптимального моменту ввімкнення ЗО у вечірні сутінки. Оскільки моменти часу t₁ змінюються протягом року, потрібно орієнтуватися на середню добу. Наприклад, для населеного пункту, що знаходиться приблизно на широті 50^о (Київ, Львів, Івано-Франківськ), моменти часу t₁, t₂, t₃, належать до середньої доби і відповідно дорівнюють 22,7 хв, 25,5 хв, 29,5 хв.

Припустимо, освітлення в місті вмикається за горизонтальної освітленості 10 лк (t₃), а ми хочемо перейти на ввімкнення за 20 лк (t₂). Цей захід буде доцільним, якщо дотримано умови:

С ≤ S_∆t·K·P, (5.7)

де С – вартість додатково витраченої протягом року електроенергії в гривнях визначається за формулою:

С=6,08·∆t·w·d, (5.8)

де 6,08 – перевідний коефіцієнт хвилин в години (для високосного року дорівнює 6,1);

∆t – різниця між наявним моментом увімкнення освітлення і запропонованим, хв (у цьому прикладі ·∆t = 29,5–25,5=4 хв);

w – встановлена потужність на зовнішнє освітлення в місті, кВт;

d – вартість 1 кВт·год електроенергії в цьому населеному пункті;

S_∆t – збитки від ДТП (у грн), що сталися у вечірні сутінки в проміжку часу ∆t за рік, що передує переходу на більш раннє ввімкнення освітлення;

K – коефіцієнт прогнозу, середній за 3–5 років, що відображає тенденцію до зменшення (збільшення) кількості ДТП в проміжку часу ∆t;

P – імовірність зменшення річної кількості ДТП в проміжку часу ∆t у разі запровадження більш раннього ввімкнення освітлення, дорівнюватиме в середньому 0,3.

Перевірка за наведеною формулою засвідчила, що ввімкнення освітлення потрібно здійснювати за горизонтальної освітленості, що дорівнює 20 лк для міст з населенням до 500 тис. чол., а для міст з населенням понад 1,5 млн чол, доцільним є ввімкнення освітлення за 30 лк.

Загалом за чотирипровідної системи мереж ЗО на магістральних вулицях великих і найбільших міст доцільно застосовувати таку послідовність увімкнення (вимкнення) світильників:

1. Увімкнення світильників, розміщених у найнебезпечніших місцях, у вечірні сутінки за Е_кр=32 лк;

2. Увімкнення всіх світильників за Е=25 лк;

3. Вимкнення 2/3 або половини світильників в черговому режимі (світильники в небезпечних місцях повинні залишатися ввімкненими);

4. Увімкнення усіх світильників о 6-й годині ранку відповідно до зростання інтенсивності руху транспорту і пішоходів;

5. Вимкнення 2/3 або половини світильників за Е_кр = 46 лк;

6. Вимкнення всіх світильників за Е = 60 лк.