Статья:

Использование альтернативных источников энергии для освещения дорожных знаков на трассах

Конференция: XLII Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Иванов Д.П., Дубинин А.В., Кольцов А.Ф. Использование альтернативных источников энергии для освещения дорожных знаков на трассах // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XLII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 2(42). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/2(42).pdf (дата обращения: 17.11.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Использование альтернативных источников энергии для освещения дорожных знаков на трассах

Иванов Дмитрий Павлович
магистрант, Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) «Донской государственный технический университет» в г. Шахты Ростовской области, РФ, г. Шахты
Дубинин Антон Вячеславович
студент, Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) «Донской государственный технический университет» в г. Шахты Ростовской области, РФ, г. Шахты
Кольцов Александр Федорович
студент, Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) «Донской государственный технический университет» в г. Шахты Ростовской области, РФ, г. Шахты
Алепко Андрей Владимирович
научный руководитель, доц., Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) «Донской государственный технический университет» в г. Шахты Ростовской области, РФ, г. Шахты

 

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

Наименование показателя

№ строки

Российская Федерация

ДТП

± % АППГ

погибло

± % АППГ

ранено

± % АППГ

ДТП и пострадавшие - всего

1

157108

-6,3

18490

-12,5

199544

-5,3

--из них по видам ДТП--

 

 

 

 

 

 

 

столкновения ТС

2

65039

-5,5

7721

-10,2

99873

-4,4

опрокидывания ТС

3

13320

-13,9

2162

-19,2

17212

-12,9

наезд на стоящее ТС

4

4701

-7,5

562

-9,1

6436

-6,7

наезд на пешехода

5

46373

-7,6

5240

-15,9

43664

-6,7

наезд на препятствие

6

10302

-6,6

1527

-9,1

13230

-5,7

наезд на велосипедиста

7

5063

1,3

384

-2,3

4813

1,3

наезд на гужевой транспорт

8

40

-11,1

7

16,7

68

21,4

падение пассажира

9

5228

4,7

54

17,4

5400

4,2

наезд на животное

10

350

-30,6

26

-60,0

454

-29,8

иные виды происшествий

11

6692

4,1

807

-2,5

8394

4,8

неудовлетворительные условия содержания и обустройства улично-дорожной сети (НДУ)

12

63308

12,5

6992

-3,7

80561

13,9

на пешеходных переходах

13

12910

20,5

739

8,8

13752

23,4

в городах и населенных пунктах

14

53043

19,5

4200

13,3

65348

21,9

на автомобильных дорогах общего пользования

15

15228

1,7

3926

-6,4

21670

3,4

в границах населенных пунктов

16

5135

60,2

1177

77,5

6722

67,5

ДТП и пострадавшие из-за эксплуатации технически неисправных транспортных средств

17

4902

115,4

894

91,0

7274

121,5

 

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.

 

Список литературы:
1. Автономное устройство освещения дорог, улиц, дворов пат. 2394183 Российская Федерация, № 2008133026/28 заявл. 20.02.2010; опубл. 10.07.2010 Бюл. № 23 (II ч.). 3 с.
2. Автономная система освещения федеральной трассы М7 «Волга» – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL http://www.multiwood.ru/news/renewable_energy/21712/.
3. ГОСТ Р 52289-2004. Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. «Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств» (утв. Приказом Ростехрегулирования от 15.12.2004 № 120-ст) (ред. от 09.12.2013).
4. Сведения о показателях состояния безопасности дорожного движения – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL:https://www.gibdd.ru/stat.