SRVO: Vyhodnocení veřejného osvětlení pomocí jasového analyzátoru

Veřejné osvětlení (dále jen VO) je nedílnou součástí nočního života. Jeho funkce je důležitá nejen v rámci bezpečnosti silničního provozu, ale i vzhledem ke snížení kriminální činnosti. Proto je důležité navrhnout a provozovat VO podle pravidel uvedených v normách ČSN EN 12464-2 Světlo a osvětlení - Osvětlení pracovních prostorů – Část 2: Venkovní pracovní prostory a ČSN EN 13201-2 Osvětlení pozemních komunikací – Část 2: Výkonnostní požadavky. Pro kontrolu a ověření správnosti navrženého VO slouží norma ČSN EN 13201-3 Osvětlování pozemních komunikací – část 3: Výpočet výkonnostních parametrů a ČSN EN 13201-4 Osvětlení pozemních komunikací – část 4: Metody měření výkonnostních parametrů.


Ve výše uvedené tabulce jsou základní výkonnostní požadavky na osvětlení ve třídě komunikací ME. Jejich popisem se zabývá další část příspěvku. V  některých zemích je povrch pozemních komunikací během většiny nočních hodin vlhký nebo mokrý. Za mokra lze uplatnit dodatečné požadavky na celkovou rovnoměrnost (U0), aby se předešlo výraznému zhoršení kvalitativních parametrů osvětlení za těchto podmínek, které popisují třídy komunikací MEW.

Jas povrchu pozemní komunikace je výsledkem osvětlenosti povrchu pozemní komunikace, odrazných vlastností povrchu pozemní komunikace a geometrických podmínek pozorování. Průměrný jas vyjadřuje celkovou úroveň jasu, která působí na řidiče. Při nízké úrovni osvětlení, užívané při osvětlování pozemních komunikací, se výkonnost zvyšuje úměrně s růstem kontrastní citlivosti, zrakové ostrosti a omezení oslnění.

Celková rovnoměrnost je všeobecným měřítkem změny jasů a udává, jak dobře slouží povrch pozemní komunikace jako pozadí pro dopravní značení, předměty a pro ostatní uživatele komunikace.

Podélná rovnoměrnost je měřítkem nápadnosti opakujícího se vzorce jasných a tmavých skvrn na pozemní komunikaci. Souvisí se zrakovými podmínkami na dlouhých nepřerušovaných úsecích komunikace.

Prahový přírůstek naznačuje, že přestože osvětlení pozemních komunikací zlepšuje zrakové podmínky, je také zdrojem omezujícího oslnění, jehož stupeň závisí na typu svítidel, světelných zdrojů a na geometrickém uspořádání.

Osvětlení omezené jen na vozovku není schopno odhalit bezprostřední okolí komunikace a ukázat účastníky provozu na krajnici. Požadavky na činitel osvětlení okolí se použijí jen tam, kde k vozovce nepřiléhají žádné dopravní oblasti s vlastními požadavky, a to včetně chodníků, cyklistických stezek nebo odstavných pruhů.

Požadavky měření jasů na komunikacích podle ČSN EN 13201 - 4

• Jas povrchu vozovky se musí měřit kalibrovaným jasoměrem s parametry, které odpovídají účelu měření.

• Při měření jasu v bodech sítě musí být jasoměr schopen omezit celkový úhel měřicího kužele na 2 obloukové minuty ve vertikální rovině a 20 obloukových minut ve vodorovné rovině.
• Polohy jasoměrů musí být stejné jako ty, které jsou uvedeny pro pozorovatele v EN 13201-3.
• Měřicí pole specifikované v EN 13201-3 začíná ve vzdálenosti 60 metrů od pozorovatele (úhel pozorování měřicího přístroje musí být (89±0,5)° vůči normále k povrchu vozovky).
• Z důvodů proměnných odrazných vlastností povrchu vozovky, jak v prostoru, tak čase, mohou vzniknout velké rozdíly mezi hodnotami jasu naměřenými a vypočtenými.

Na základě výše uvedených požadavků lze konstatovat, že kalibrovaný jasový analyzátor může být použit na základě správného umístění nasměrování a dostatečné rozlišovací schopnosti využit k měření jasů na komunikacích, stejně tak jako klasické jasoměry.

3 Příklady měření pomocí jasového analyzátoru LMK Mobile Advanced

3.1 Metodika porovnávání svítidel VO
Využitím jasového analyzátoru a k tomu připravenému pracovišti můžeme porovnávat různá svítidla venkovního osvětlení (zejména pro osvětlení komunikací v městských částech a obydlených oblastech) za stejných podmínek (stejný světelný zdroj a geometrické uspořádání).

Na obrázku 1 je vidět, že jasový analyzátor není ve vzdálenosti 60m od okraje výpočtového pole, jak je uvedeno v normě ČSN EN 13201-3, ale jen 30m. Aby bylo měření korektní, je nutné zachovat úhel snímání mezi jasovým analyzátorem a výpočtovým polem a proto je rovněž snížena výška jasového analyzátoru nad úrovní pozemní komunikace na polovinu, tedy na 0,75m.


Metodika porovnávání vychází z normativních požadavků pro osvětlení pozemních komunikací ČSN EN 13201-1 a ČSN EN 13201-2. Tato část normy definuje na základě fotometrických požadavků třídy osvětlení pro osvětlování pozemních komunikací se zaměřením na zrakové potřeby uživatelů komunikace a zohledňuje ekologická hlediska tohoto osvětlení. To znamená, že podle této normy lze přiřadit k třídě komunikace kvalitativní a kvantitativní požadavky na osvětlovací soustavy.

Příklad ověření vyzařovacích charakteristik svítidel VO



Na obrázku 3 jsou uvedeny vzdálenosti mezi jednotlivými výpočtovými body a okrajem výpočtového pole a geometrické uspořádání měřícího stanoviště pro porovnání různých svítidel VO.

Na základě této metodiky lze porovnávat různá svítidla veřejného osvětlení, jejich výkonnostní parametry a vyzařovací charakteristiky bez využití laboratorní techniky.

3.2 Využití jasového analyzátoru při porovnání různých situací na komunikaci
Dalším příkladem využití jasového analyzátoru je měření různých polí komunikace v krátké době měření a v kombinaci potkávacích a dálkových světel.

Hlavním cílem měření bylo zjištění vlivu automobilu na osvětlenost a jas komunikace a osvětlení chodců z různých vzdáleností.



Cílem této ukázky bylo znázornění vlivu potkávacích svítidel automobilu v oblastech působení VO. Vzhledem k tomu, že normované zorné pole začíná ve vzdálenosti 60 metrů od pozorovatele (řidiče), tak potkávací automobilová svítidla nemají v této oblasti žádný vliv na zvýšení viditelnosti, protože jejich působnost je pouze do cca 30 metrů od automobilu.
 
3.3 Porovnání viditelnosti chodců
Další využití jasového analyzátoru je při porovnání viditelnosti chodců s různými odraznými vlastnostmi jejich oděvů osvícených dálkovými, nebo potkávacími světly automobilů.
 

Toto měření ukazuje na obecně známý fakt, že k tomu aby byl chodec viděn, je nutné nosit oblečení s vysokou odrazností nebo být vybaven reflexními prvky.
 
3.4 Porovnání přímého a nepřímého měření jasů na komunikaci
V neposlední řadě lze využít jasový analyzátor k měření jasů komunikací a porovnání výsledků přímého a nepřímého měření jasu na komunikaci. Nepřímé měření je provedeno pomocí měření osvětlenosti a jejich následným přepočtem na hodnotu jasu.

Přepočet osvětlenosti na jas



Jestliže jsou známé odrazné vlastnosti povrchu vozovky tak můžeme vypočítat průměrný jas vozovky. Využijeme k tomu součinitel jasu vozovky q, který je roven poměru jasu L k hodnotě osvětlenosti E vodorovné roviny dle následujícího vztahu (1).
(1)

V mezinárodních doporučeních se pro tmavé povrchy vozovek uvádí orientační průměrná hodnota součinitele jasu
qp = 0,07 cd.m-2.lx-1. Průměrný jas vozovky lze vypočítat dle vztahu (2).
(2)
V následující tabulce jsou uvedeny výsledky nepřímého měření jasů na výše uvedené komunikaci.


Přímé měření jasů pomocí jasového analyzátoru na výše popsané komunikací bylo ověřeno, že výsledky obou metod jsou téměř identické.
 

Ověřování jasů pomocí jasových analyzátorů na komunikacích vyšších tříd s sebou přináší nesporné výhody zejména v rychlosti měření a eliminaci chyb při odhadu odrazných vlastností komunikací.

Závěr
Lze konstatovat, že na základě výše uvedených příkladů jsou jasové analyzátory vhodné měřicí přístroje pro ověřování kvalitativních a kvantitativních požadavků VO. Jasové analyzátory mají potenciál i v dalších výše nepopsaných aplikacích měření VO, jako jsou například:

• hodnocení oslnění

(3)

• výpočet prahového přírůstku

  (4)

• hodnocení rušivého světla (měření jasu fasád budov a jasů dopravního značení).

Obr. 10: Snímek rodinného domku a jasová mapa jeho fasády

Petr Závada, Tomáš Novák, Karel Sokanský
VŠB-Technická univerzita Ostrava

Lucie Mruzková
PTD Muchová, s.r.o.

Použitá literatura
[1.]    Sokanský, K. - Měření a posouzení světelně-technických, konstrukčních a ekonomických parametrů svítidel, Závěrečná zpráva – 2. a 3. část
[2.]    TechnoTeam Bildverarbeitung GmbH – Operating instructions for mobile luminance meansuring system LMK mobile advanced, 2006
[3.]    ČSN EN 13201-2 Osvětlování pozemních komunikací- Část 2: Výkonnostní požadavky
[4.]    ČSN EN 13201-3 Osvětlování pozemních komunikací- Část 3: Výpočet výkonnostních parametrů
[5.]    ČSN EN 13201-4 Osvětlování pozemních komunikací- Část 4: Metody měření výkonnostních parametrů