Aspecte Privind Iluminatul Public al Căilor de Circulație din Mediu Urban și Rural

Capitolul 1 – Introducere

1.1 Aspecte privind iluminatul public al căilor de circulație din mediu urban și rural

Iluminatul public constituie un consummator special alimentat din sistemele publice de repartiție și distribuție a energiei electrice, fiind unul dintre principalii factori care caracterizează gradul de dezvoltare a unei societăți.

În ceea ce privește iluminatul public, acesta se prevede pe toate căile de circulație public din aglomerările umane atât din mediul urban cât și din cel rural. Din punct de vedere luminotehnic, calitatea unei instalații de iluminat este determinate, în principal, de următoarele aspect:

nivelul de luminanță și de iluminare;

uniformitatea repartiției luminanțelor și iluminării;

factorul de orbire;

Prin sistem de iluminat destinat unei căi de circulație se înțelege ansamblul realizat cu ajutorul corpurilor de iluminat speciale, echipate cu diferite surse de lumină și dispuse corespunzător, în vederea obținerii unui mediu luminos, adecvat desfășurării în siguranță a traficului.

În ceea ce privește complexitatea configurației căii de circulație, aceasta se referă atât la infrastructura căii respective, cât și la modificările de trafic care apar în zonele înconjurătoare.

Principalii factori care trebuie să fie luați în considerație sunt următorii: numărul benzilor de circulație, denivelările, prezența indicatoarelor și a panourilor de semnalizare rutieră, prezența semafoarelor, existența în legislație a reglementărilor cu privire la traficul rutier.

Separarea căilor de circulație se referă în mod deosebit la benzile speciale, destinate diferitelor categorii de utilizatori ai acestora, cum ar fi: autoturisme, autocamioane, autobuze, turbotrailere, biciclete, pietoni.

Conform celor menționate anterior, rezultă că iluminatul unei căi de circulație destinate traficului rutier trebuie să îndeplinească condițiile prezentate în Tabelul 1. Valorile precizate în acest tabel se referă la întreaga durată de viață a sistemului de iluminat.

Tabelul 1

Condiții impuse diferitelor clase ale sistemului de iluminat în funcție de categoria căii de circulație destinate traficului rutier

Mărimi ale căror valori sunt precizate în Tabelul 1 au următoare semnificație:

L – luminanța medie pe suprafața de calcul, în candele pe metru pătrat;

U0(L) – uniformitate generală a luminaței;

U1(L) – uniformitate longitudianală a luminanței;

TI – indice de prag: creșterea pragului percepției vizuale, în procente;

SR – raport de zonă alăturată.

Suprafața de calcul a luminanței sau a iluminării este definită ca acea suprafață care conține toate punctele pentru care este necesar să se efectueze calculul luminanțelor punctuale și reprezintă, în mod efectiv, suprafața privită de un observator, aflată în fața acestuia, la o distanță cuprinsă între 60 m și 160 m. Astfel, în Figura 1 este reprezentată, în mod sugestiv, poziția observatorului în raport cu suprafața privită a unei căi de circulație.

Figura 1

Poziția observatorului în raport cu suprafața privită a căii de circulație

Câmpul vizual al observatorului, care reprezintă zona unghiulară spațială unde un obiect poate fi sesizat atunci când observatorul privește spre direcția de deplasare. Acesta este delimitat, pe orizontală, de un unghi de 2 x 90o și pe vertical, de un unghi superior, cuprins între 50o – 60o, respectiv un unghi inferior, cuprins între 60o – 70o .

Câmpul vizual central, constituit de zona unghiulară spațială delimitată, în plan orizontal, de un unghi de 2x25o și în plan vertical, de un unghi de 2x20o, unde obiectul poate fi perceput în situația în care observatorul privește spre direcția de deplasare.

Câmpul vizual conic de 20o, care se constituie din porțiunea de câmp vizual al unui observator, de exemplu, un conducător auto, situat în fața intrării într-un tunel sau pasaj subteran rutier, la o distanță egală cu cea de oprire în condiții de siguranță. Această noțiune reprezintă, de fapt, un câmp vizual conic de 2x10o, care este centrat pe deschiderea pasjului rutier subteran sau a tunelului rutier, la un sfert din înălțimea sa. Imaginea câmpului respectiv este determinată în principal, de poziția obeservatorului, conform celor reprezentate în Figura 2.

Figura 2

Reprezentarea unui câmp vizual conic de 20o

În legatură cu condițiile de iluminat ale căilor de circulație destinate traficului pietonal și/sau cicliștilor, standardul românesc precizează următoarele:

clasa sistemului de iluminatce urmează a fi folosită este determinată ținând seama de circulație respectiv de către pietoni și/sau cicliști, precum și de zona unde aceasta se găsește și de ansamblul urbanistic în care se încadrează sistemul de iluminat

condițiile pe care trebuie să le îndeplinească diferitele sisteme de iluminat folosite pentru iluminatul diverselor căi de circulație destinate traficului pietonal și/sau cicliștilor

Conform normativelor în vigoare din țara noastră, pentru, porțiunile cu trecere de pietoni sunt precizate urmatoarele recomandări, privind proiectarea instalațiilor de iluminat pubic stradal și anume

nivelul de iluminare a acestora, se recomandă să fie cu 50% mai mare decât restul căii de circulație și trebuie să fie realizat în așa fel ca pietonii să fie iluminați în sensul de circulație

în scopul punerii mai bine în evidență a trecerilor de pietoni, se recomandă ca iluminarea acestora să se realizeze prin folosirea unor surse de lumină de o altă culoare decât cele utilizate pentru restul căii sau arterei de circulație

1.2 Clasificare sisteme de iluminare ale autovehiculelor

1.2.1 Farurile

Iluminarea drumurilor pe timp de noapte sau în alte condiții de vizibilitate redusă se realizează cu ajutorul farurilor. Buna funcționare a acestora constituie o condiție absolut necesară pentru a conferi automobilului siguranță și securitate în circulație.

Se impune ca farurile să ilumineze drumul în mod uniform, pe o lărgime convenabilă și cu o rază de vizibilitate cât mai mare, în special la viteze mari. Urma petei luminoase pe șosea trebuie să fie netă, fără a produce orbirea celor care circulă din sens opus .

Figura 3

Elementele componente ale farurilor

1 – carcasa;

2 – rama ;

3 – reflectorul;

4 – dulia;

5 – becul bifazic;

6 – geamul dispersor;

7 – șuruburi de prindere;

8 – conductoare electrice;

9 – corpul farului

1.2.2 Becurile auto

Sursele principale de iluminare sunt în general lămpi cu incandescență (becuri); numai în anumite cazuri se folosesc lămpi fluorescente, care necesită tensiuni alternative de valoare relativ mare.

Becurile auto sunt formate din unul sau doua filamente incandescente ( pentru faza scurtă și faza lungă ) cu electrozii suport încorporați în izolatorul de sticlă, balonul care închide sistemul incandescent și soclul cu flanșa metalică.

Figura 4

Componentele becului bifazic

1 – glob de sticla;

2 – suport comun filamente;

3 – suporți filamente;

4 – ecran ;

5 – filament faza scurtă;

6 – filament faza lungă;

7 – dulie;

8 – picioruș conectare la soclu de ,, masă'

9 – picioruș conectare la soclu, faza scurtă;

10 – picioruș conectare la soclu, faza lungă;

1.2.2.1 Filamentul becului

Reprezintă partea activă a becului, de aceea ele se execută din materiale care rezistă la temperaturi foarte mari: wolfram, tantal, osmiu. În prezent, cel mai ultilizat material la cosntrucția filamentului este wolframul.

De dimensionarea filamentului și de calitatea materialului utilizat depind caracteristicile de funcționare ale becului: tensiunea de utilizare, puterea, fluxul luminos.

1.2.2.2 Balonul becului

Balonul becului în formă de bulb închide ermetic filamentul. În acest spațiu se face, mai întai vid, după care se introduc gaze inerte rarefiate – azot, argon, crypton, xenon, halogen – obținându-se astfel mărirea tensiuni efective de lucru, creșterea puterii și eficacității luminoase, respectiv a randamentului luminos.

Lămpile cu halogen au o strălucire și o durată de funcționare dublă în raport cu cele obișnuite, un volum mai mic și o centrare mai bună în elementul optic. Pentru a face față temperaturilor ridicate, sticla balonului a fost înlocuită cu cuarț transparent.În timpul funcționării becului, temperatura filamentului atinge 32000C, astfel încât prin reacția dintre atomii de wolfram și iod se produc molecule instabile de iodură de wolfram. Acestea se descompun în jurul temperaturilor mari din jurul filamentelor în atomii inițiali, împiedicându-se astfel depunerea atomilor de wolfram pe pereții interiori ai tubului de sticlă. Astfel se meține claritatea și funcșonarea pe perioadă mai lungă.

Figura 5

Bec de halogen 12 V

1 – tub sticlă de cuarț;

2 – suport comun filamente;

3 – suporți filamente;

4 – ecran;

5 – filament fază scurtă;

6 – filament fază lungă;

7 – capsulă metalizată reflectorizantă;

8 – dulie;

9 – picioruș conectare soclu la ,,masă’’;

10 – picioruș conectare soclu la faza lungă;

11 – picioruș conectare soclu fază scurtă.

1.2.2.3 Soclul

Soclul este un element de legătură care asigură montarea becului, centrarea față de becul optic și conectarea la rețea a filamentelor prin intermediul bornelor. Balonul este ridigizat de soclu prin intermediul unui lac special. În general, soclurile becurilor auto sunt cu fixare în sistem baionetă.

Din punct de vedere al modului de fixare și ghidare în dulie sau în elementul optic, soclurile sunt de două feluri:

cilindrice cu ghidaj pe suprefața laterală;

cilindrice cu ghidaj pe fața frontală;

1.3 Generalități privind structura caroseriilor autovehiculelor

Caroseria reprezintă partea superioară a automobilului și este amenajată pentru transportul persoanelor și al bunurilor și pentru montarea diferitelor utilaje și instalații pentru efectuarea de diferite lucrări sau prestarea de servicii.

Caroseria unui automobil trebuie să satisfacă urmatoarele cerințe:

să aibă o formă cât mai aerodinamică;

să fie cât mai ușoară și cât mai rezistentă;

să prezinte o vizibilitate maximă pentru conducătorul auto;

să fie confortabilă

Caroseriile se clasifică după urmatoarele criterii:

caroserii neportante

eforturile sunt preluate exclusive de cadru, în acest caz cadrul fiind separat, iar caroseria este fixată elestic pe acesta;

caroserii semiportante

care preiau parțial eforturile datorate forțelor care apar la deplasarea autovehicululu. La acest tip de caroserie podeaua este fixată rigid de cadru prin kiplinguri, nituri sau prin sudură, dacă este metalică;

caroseii autoportante

preiau forțele produse în mișcarea autovehicului în cazul în care cadrul este suprimat.

Având în vedere că viteza de deplasare aautovehiculelor pe drumurile publice a crescut considerabil, o parte semnificativă din puterea motorului se consumă pentru învingerea rezistenței aerului. Datorită acestui fapt forma caroseriilor moderne tinde sprea cea mai optimă formă aerodinamică. La autoturismele cu viteze de peste 150km/h, se impun măsuri speciale de îmbunătățire a formei caroseriilor.

În timpul deplasării autovehiculul este supus acțiunii laterale a vântului, care determină modificarea, în sens negativ, a stabilității logitudinale. Pentru aceasta este necesar ca profilul caroseriei să fie proiectat cu o suprafață laterală mare înspre partea posterioară, astfel ca centrul de presiune al acestei suprafețe să fie deplasat spre spate. Suprafața laterală nu trebuie să mărească înălțimea autovehiculului, în acest sens se vor prevedea ampenaje laterale și se va mări lațimea caroseriei pentru obținerea stabilității optime la deplasarea autovehiculului.

În afară de aceste considerente, la modernizarea caroseriilor de autovehicule se vor avea în vedere:

realizarea unui habitaclu suficient de mare, confortabil, panoramic și rezistent;

vizibilitate bună, în scopul asigurării unei securități sporite prin adaptarea unui parbriz curbat;

accesibilitate ușoară la organele de comandă și de control ale autovehiculului;

lini și ținuta de drum, cu aspectul exterior cât mai modern și plăcut.

Repararea și întreținerea caroserilor

Pentru repararea carcasei caroseriei se fac următoarele recomandări tehnologice și de organizare:

la executarea sudurilor carcasei se va folosi sudarea în mediu de gaz protector sau sudarea electrică cu curent continuu cu elctrozi dimensionați corespunzător materialelor utilizate și grosimii profilelor sudate;

dacă se constată demente rupte, componente ale caroseriei, acestea se vor înlocui, evitându-se sudarea;

pentru a nu schimba distribușia eforturilor pe ansamblul carcasei, se vor respecta riguros dimensiunile și poziția inițială a elementelor componente.

Din punct de vedere al realizării structurii de rezistență a caroseriilor destinate autoturismelor, de-a lungul timpului s-au experimentat diferite concepte arhitecturale. Două dintre acestea sunt prezentate pe scurt cu avantajele și dezavantajele pe care le implică în Tabelul 2. Se obesevă avantajele oferite de conceptele ,,orizontal’’ și ,,vertical’’ în cee ace privește capacitatea de disipare a energiei, masa construcției, intensitatea de transmitere a șocurilor înspre celula de supraviețuire și nu în ultimul rând cosurile de fabricație.

Tabelul 2

La conceptul orizontal zonele întărite ale structurii autoturismelor sunt amplasate în planșeu, la nivelul tunelului central, precum și în structurile din praguri și uși. Se remarcă dirijarea eforturilor preluate de lonjeroane înspre exterior și tunel, pozițiile în care sunt amplasate scaunele pentru pasageri fiind protejate prin ranforsări în formă de furcă.

Figura 6

Conceptul orizontal

La conceptul vertical forțele de impact sunt dirijate prin structura panourilor laterale, ferind astfel habitaclul de posibile intruziuni. Se reamarcă modalitatea de dirijare a eforturilor, prin bifurcarea elementelor de rezistență, atât prin stâlpii A cât și a planșeului. Structura prezintă întărituri pe toți stâlpii laterali.

Figura 7

Conceptul vertical

Tipuri de caroserii

Caroseria cu zăbrele, se utilizează în special la autoturismelesport și se remarcă printr-o rigiditate mare și o greutate mică. Scheletul caroseriei se acoperă în unele situații cu folii din material plastic, asigurându-se prin aceasta o greuate redusă și un coeficient aerodinamic acceptabil.

Caroseria de tip cheson este utilizată, în general, la majoritatea autoturismelor. Îmbinarea elementelor componente se face prin sudare. Penttru asigurarea unei rigidități suficiente, pe tabla din care se realizează unele elemente componente ale caroseriei se practică diverse nervuri prin ambutisare. Nervuri de diferite forme se execută în special pe tabla din care se realizează învelișul interior al motorului și podeaua (planșeul) caroseriei. Sunt cazuri în care se execută cu un schelet cu zăbrele, iar partea din spate tip cheson. În Figura 8 este reprezentată schema unei caroserii combinate.

Figura 8

Schema contructivă a unei caroserii combinate

1.4 Noțiuni privind siguranța pasivă sau activă

Sistemele de securitate pot fi active sau pasive și au câteva roluri foarte importante:

evitarea eficientă a coliziunilor;

minimizarea efectelor coliziunilor;

evitarea traumatismelor, atât pentru pasageri vehiculului, cât și pentru pietonii implicași în accident.

Sistemele de siguranță active servesc la prevenirea coliziunilor și la minimizarea efectelor acestora. Cele mai importente sunt:

Sistemul electronic de frânare (Electronic Brake System), care include:

ABS ( Anti-locking Brake System) – are rolul de a controla presiunea de frânare, pentru evitarea blocării roților. Procesează informațiile de la senzorii care măsoară viteza roților și controlează motorul pompei hidraulice și valvele care distribuie fluidul la frâne.

Brake Assist – interpretează informațiile de la senzorii specifici și corectează manevrele de fânare ale conducătorului auto.

Sistemul electronic de stabilitate

ESP ( Electronic Stability Program) – care evaluează în permanență datele măsurate de un mare număr de senzori și compară acțiunile șoferului cu comportarea vehiculului la momentul respectiv. Dacă intervine o situație de instabilitate, cum ar fi cea determinată de o virare bruscă, sistemul reacționeză în fracțiuni de secundă, prein intermeiul electronicii motorului și a sistemului electronic de frânare și ajută la stabilizarea vehiculului. Acesta include mai multe subsisteme complexe:

ABS ( Anti-locking Brake System);

EBD ( Electronic Force Brake Distribution);

TCS ( Traction Control System);

AYC ( Active Yaw Control).

Instabilitatea poate apărea datorită inadaptării vitezei, a unor situații de urgență sau a altor condiții neprevăzute.

Aceste circumstanțe pot fi, în special, periculoase pentru combinația autotractor/ semiremorcă, unde chiar pierderea momentană a controlului de către șofer poate duce la răsturnarea sau rotirea semiremorcii peste autotractor.

Importanța sistemului ESP

Procentul automobilelor noi care sunt comercializate având în dotare sistemul ESP crește de la an la an.

Sistemul ESP contribuie semnificativ la stabilitae atunci când mașina negociază manevre dificile, optimizând manevrabilitatea prin corijarea efectelor de supravirare sau subvirare. Activitatea sistemului ESP este pe cât de sofisticată, pe atât de eficientă, Sistemul îmbunătățește controlul asupra automobilului în situațiile periculoase, spre exemplu, în cazul uni derapaj, când una sau mai multe roți au o turație diferită și nepotrivită unei anume situații de rulare, comparând constant comportamentul normal al mașinii cu valorile nominale indicate ulterior.

Atunci când mașina nu răspunde corect comenzilor șoferului, programul electronicde stabilitate acționeză atât la nivelul frânelor cât și la nivelul cuplului, motor, corectând astfel anomaliile în câteva fracțiuni de secundă.

Sistemul de prevenire a accidentelor, poate include:

Controlul adaptive al coliziunilor (Adaptive Cruise Control – ACC), bazat pe senzori radar de distanțe mari. Acest sistem reglează automat viteza vehiculului, în funcție de situația mașinilor din trafic, pentru a asigura o distanță adecvată față de vehiculul din față. Sistemul radar utilizează principiul de impulsuri Doppler pentru măsurarea independentă a vitezei și distanței. Începând cu anul 1999, firma Continental Automotive Systems a introdus sistemele ACC în producția de serie, devenind primul furnizor global de astfel de sisteme.

Distanța redusă de frânare (Reduced Stopping Distance), bazată pe un sistem de frânare automată în eventualitatea unei coliziuni;

Avertizarea de distanță (Distance Warning);

Stop&Go, bazat pe un sistem radar în infraroșu, pentru distanțr mici, destinat asistenței pentru traficul urban pentru situațiile de pornire și oprire;

Sprijin pentru urmărirea axului drumului (Line Keeping System), cu camera CCD și intervenție activă asupra sistemului de direcție; implică un algoritm de procesare a imaginilor și în cazul devierii de la axul drumului, șoferul este avertizat printr-o ușoară mișcare a volanului.

Control global al șasiului (Global Chassis Control);

Sistemele senzoriale și acționare care asigură managementul motorului, asistența la frânare și controlul stabilității, permit, prin extinderi adecvate, în special în domeniul software-ului, realizarea altor acțiuni, importante pentru siguranța și confortul conducătorului auto. De exemplu, momente foarte dificile apar, în special pentru șoferii mai puțin experimentați, în cazul pornirii pe pante înclinate, a opririlor/pornirilor la semafoare sai în parcări. Programul Hill Start Assis (HAS) este destinat asistenței în astfel de situații: după ce șoferul a eliberat frâna de mână, HAS întreține în sistemul de frânare o presiune care asigură menținerea fermă pe loc a mașinii. Pe parcursul accelerării, HAS reduce presiunea de frânare, în corelație cu creșterea momentului motorului.

Controlul presiunii de frânare se bazează pe:

presiunea de frânare aplicată de șofer;

informații privind motorul și transmisia;

înclinarea pantei ( măsurată de un senzor de accelerație longitudinal).

Capitolul 2 – Noțiuni teoretice

2.1 Noțiuni privind dinamica autovehiculelor