Использование альтернативных источников энергии для освещения дорожных знаков на трассах

Причина дорожно-транспортных происшествий (ДТП) в ночной время суток заключается в том, что зачастую водители не всегда могут заметить дорожные знаки на дороге. Даже то, что дорожные знаки сейчас делают с светоотражающим покрытием, не отменяет этой проблемы. Примером может послужить следующая ситуация: водитель, который едет по незнакомой трассе в ночное время суток, не вовремя заметил знак «крутой поворот» и ударяется об ограждение или съезжает в кювет.

В данной статье рассматривается перспективный подход к использованию альтернативных источников энергии для освещения дорожных знаков на трассах. Самыми распространенными ДТП являются опрокидывание автомобиля, наезд на препятствия или на пешеходов. Данные ГИБДД [4] по видам ДТП представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Дорожно-транспортные происшествия и пострадавшие по видам ДТП согласно данным ГИБДД

Из таблицы 1 видно, что опрокидывание, наезд на препятствие или пешехода одни из самых распространенных видов ДТП. Часто это может происходить из-за того, что водитель увидел знак слишком поздно или не увидел вообще.

Решить эту проблему поможет оснащение дорожных знаков собственными источниками освещения для явного информирования водителей о наличии на данном участке дорожных знаков в ночное время суток.

Данная конструкция не используется на всех участках трассы, так как, при подключении освещения дорожного знака к линиям электропередач (ЛЭП) и установка специализированного оборудования, повысят затраты используемые на освещение трассы, что экономически не достижимо на данный момент.

Решением данной проблемы является использование альтернативных источников энергии. Использования солнечных батарей на дорожных знаках не практична по причине повышения уровня воровства и вандализма по отношении к ним, так как высота на которой размещают знак составляет от 1,5 до 3,0 м – при установке сбоку от проезжей части вне населенных пунктов [3]. Поэтому решение проблемы реализуемо, с помощью проекта «Автономная система освещения федеральной трассы М7 «Волга»» [2] основного на патенте № 23394183 [1], но с внесением некоторых изменений. Изменения будут заключаться в следующем:

1.  Оставить линии электропередач для дальнейшего использования.

2.  Подключить аккумуляторы к ЛЭП.

Исходя из изменений в проекте, составим схему подсветки дорожных знаков (рисунок 1).

Рисунок 1. Функциональная схема подсветки дорожных знаков

Функциональная схема подсветки дорожных знаков состоит из аккумуляторной батареи (1), блока питания (2), осветительных светодиодов (3), электронного ключа (4), микроконтроллера (5) и двух фототранзисторов (6) можно будет решить данную проблему посредством прямого подключения к источникам питания освещенных дорожных знаков.

Данная схема будет оснащена автоматическим регулированием включения, и выключения освещения знака в зависимости от времени суток и освещенностью знака фарами машины это позволит экономить энергию в дневное и ночное время суток при отсутствии движения на дорогах. Осуществляется это при помощи двух фототранзисторов, один из которых направлен вверх по направлению к солнечным лучам, а второй направлен по направлению к световым фарам автомобиля, которые в итоги определяют степень освещенности знака солнечными лучами и присутствие встречного света на пути знака. Если на улице пасмурно или темно первый фототранзистор включает освещение, но только тогда, когда на второй фототранзистор попадает свет от автомобильных фар. Данная конструкция приводит к максимальному сокращению потребление энергии что добавляет практичности данной конструкции.

Так как средний расход осветительного прибора составляет 1 Вт ч, а среднее количество знаков на километр составляет около 10 штук, а фонарных столбов 35. Получим:

где:

Р – дополнительно мощности на каждый аккумулятор;

Обычная аккумуляторная батарея имеет емкость 69 А ч и напряжение 12 В. Зная эти параметры и формулу мощности мы имеем:

Согласно полученным данным мощности одной аккумуляторной батареи хватит на то, чтобы питать один знак в течение 135 дней непрерывной работы освещения дорожного знака. Исходя из этого, данный метод применим и выгоден экономически, так как не требует дополнительных затрат на его реализацию.

Таким образом, выше рассмотренный метод можно будет использовать на трассах подключив конструкцию, изображенную на рисунке 1 к ЛЭП, которые будут подключены как следствие к емкостным аккумуляторам на каждом столбе, это изменение патента позволит реализовать дорогостоящее оснащение электричеством, заменив его на автоматизированные дорожные знаки, тем самым сильно уменьшив его стоимость.