Инж. Н. И. ХАРИТОНОВА
СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОСВЕТИТЕЛЬНОМУ УСТРОЙСТВУ НА ГОЛОВНЫХ ВАГОНАХ МЕТРОПОЛИТЕНА
Определены необходимая дальность видимости пути и нормированный уровень освещенности. Разработаны светотехнические требования к осветительному прибору кривые светораспределения и угол рассеяния.
Освещение тоннелей необходимо для обеспечения видимости пути и создания комфортных условий зрительной работы машинистов. Условия зрительной работы машинистов метрополитенов — один из важных факторов, влияющих на их работоспособность.
Существовавшее ранее общее освещение тоннелей метрополитена, при котором светильники с лампами накаливания размещались по дуге свода тоннеля через определенные интервалы, создавало неравномерное распределение яркости в поле зрения.
При движении поезда яркие участки стен тоннеля воспринимались машинистом как световые кольца, что приводило к быстрому зрительному утомлению.
В целях экономии электроэнергии от общего освещения в тоннелях метрополитена отказались. В связи с этим установили на головных вагонах метрополитена осветительные устройства, обеспечивающие освещение пути.
В настоящее время на всех метрополитенах страны эксплуатируются составы, головные вагоны которых оснащены различными осветительными устройствами.
Рис. 1. Номограмма для определения видимости
Иногда они не обеспечивают хорошей видимости пути. Обследование и анализ состояния освещения тоннелей Московского, Ленинградского и Харьковского метрополитенов показали, что восприятие объектов наблюдения осложняется неравномерным распределением яркости в поле зрения машинистов и низким уровнем освещенности пути.
В пути следования машинист должен следить за занятостью пути, своевременно реагировать на маршрутные знаки и указатели. Видимость этих объектов может быть обеспечена при определенных уровнях освещенности. Значения их определили методом нормирования по видимости. Экспериментально определено расстояние видимости (опознания) объекта 160 м при уровне освещенности вертикальной плоскости, равном Ев=0,4 лк. Тоннель освещался тремя фарами ФГ-16, установленными на головном вагоне. Объектом наблюдения был человек в желтом сигнальном жилете.
Для определения видимости с помощью номограммы (1, с. 69.) можно количественно оценить уровень видимости объекта на данном расстоянии. Для этого необходимо знать угловой размер объекта наблюдения, контраст его с фоном. Яркости объекта и фона рассчитывали по известной зависимости между яркостью и освещенностью [2, с. 19].
Таблица 1
На основании наблюдений, результатов анкетирования, анализа аварийных ситуаций за требуемую дальность видимости пути принято 300 м, что превышает среднюю длину тормозного пути 220—250 м. На этом расстоянии уровень видимости должен быть также равен 1,65. На расстоянии 300 м угловой размер объекта равен 9. Необходимую для обеспечения этой видимости яркость фона находили по номограмме (см. рис. 1). Яркость фона равна 6,2·10-2 кд/м2. По уравнению (1) определили соответствующий этой яркости уровень освещенности Ев=1 лк.
Зная нормированное значение освещенности, можно определить необходимое светораспределение осветительного устройства. Кривые силы света рассчитывались в двух плоскостях главной меридиональной и экваториальной.
При определении требуемой кривой силы света учитывалось равномерное распределение освещенности в поле зрения машиниста и обеспечение заданной видимости объекта. Расположение осветительного прибора относительно оси тоннеля, его поверхностей, головки рельса, а также контрольные точки, по которым рассчитывали силу света, показаны на рис. 2. Расчет требуемой кривой силы света в меридиональной плоскости производился по уравнению [1,с. 142].
(3) где l — расстояние от светового прибора до расчетной плоскости; α - угол между направлением силы света и нормалью к плоскости, проходящей через расчетную точку; к - коэффициент запаса (для ламп накаливания равен 1,3).
Рис. 3. Требуемые кривые силы света в меридиональной (прямые линии) и экваториальной (штриховые) плоскостях
Результаты расчета требуемой кривой силы света в меридиональной плоскости приведены в табл. 1.
Требуемую кривую силы света в экваториальной плоскости, проходящей через световой центр осветительного прибора, рассчитывали по уравнению [2, с. 142].
(4) где γ - угол между направлением силы света к расчетной точке и осью симметрии светового прибора.
Результаты расчета требуемой кривой силы света в экваториальной плоскости приведены в табл. 2.
Таблица 2
Требуемые кривые силы света показаны на рис. 3. Угол рассеяния в меридиальной и экваториальной плоскостях, в пределах которого сила света снижается до 0,1 Jmах, равен соответственно 2,5 и 2,0°. Чтобы устранить слепящее действие на пассажиров, находящихся на станции, необходимо отключать головной осветительный прибор перед въездом на станцию. Для освещения пути в данном случае достаточно светового потока габаритных фар.
Результаты работы использованы в проекте стандарта «Вагоны метрополитенов. Технические условия».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Мешков В. В. Осветительные установки, Л.: Госэнергоиздат, 1947. 640 с.
- Мешков В. В., Епанешников М.М. Осветительные установки М.: Энергия, 1972. 360 с.