Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Inteligentní řízení osvětlovacích systémů

SP2016/151

Novák Tomáš doc. Ing., Ph.D.

prof. Ing. Karel Sokanský, CSc.
prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.

01. 01. 2016 - 31. 12. 2016

Ověření predikčního modelu na úsporu elektrické energie u interiérových stmívatelných osvětlovacích soustav řízených na konstantní hladinu osvětlenosti - Ověření odchylek realizovaných osvětlovacích soustav od predikčního modelu o Na základě provedení dlouhodobého měření osvětleností v interiérové osvětlovací soustavě s automatickou regulací světelného toku bude provedeno porovnání chování predikčního modelu s reálnou osvětlovací soustavou. - Ověření odchylek osvětleností realizovaných osvětlovacích soustav od přednastavené konstantní osvětlenosti o Na základě provedení dlouhodobého měření osvětleností v interiérové osvětlovací soustavě s automatickou regulací světelného toku bude provedeno porovnání chování reálné osvětlovací soustavy s přednastavenou střední hodnotou osvětlenosti. Bude provedeno statistické zpracování dat, na jejichž základě bude vyhodnoceno chování čidel osvětlenosti a řídících algoritmů. - Vyhodnocení chování čidel osvětleností v automaticky regulovaných osvětlovacích soustavách o Budou provedena doporučení na instalaci čidel osvětleností a řídících algoritmů do automaticky stmívaných osvětlovacích soustav. Testování pokročilých modulátorů pro řízení LED ve svítidle VO - Ověřování světelně-technických parametrů svítidel v bifunkčním provozu o Měření chování přenosu signálu LED svítidel v osvětlovacích soustavách  Dílčím cílem je toho výzkumu studium a vývoj nových typů modulátorů určených pro nasazení do svítidel VO s ohledem na pokročilejší typy modulačních formátů. Specifikace segmentu LED s ohledem na parametry LED. Dle navržených LED zdrojů a jejich umístění bude jejich výsledné záření vztaženo k parametru SNR respektive k jiným, dle příslušných norem pro osvětlování.  Výzkum v oblasti simulace a měření rozložení optického záření v daném prostoru z hlediska modelování optické bezvláknové komunikační mikrobuňky, pikobuňky a jiných. Navrhnuté simulace budou poté testovány za pomocí sofistikovaných softwarových řešení založených na LightTools. Výsledky tohoto výzkumu budou sloužit pro návrh požadavků na osvětlování tak, aby splňovaly normy na osvětlování vnitřních pracovních prostorů a na vytvoření optického komunikačního spoje (SNR). o Měření přenosu komunikačního signálu LED svítidel v kombinaci s denním osvětlením  U vnitřních osvětlovacích soustav je nutné brát v potaz i jejich společnou funkci s denním světlem. Inteligentní modulátory je tedy nutné testovat nejen v samostatných svítidlech, či osvětlovacích soustavách, ale také v osvětlovacích soustavách pracujících v kombinaci s denním světlem. Výsledky budou sloužit ke stanovení limitů použití bifunkčních svítidel pro osvětlovací soustavy svítící i přes den v kombinaci s denním světlem. - Zjištění maximálních přenosových limitů LED svítidel v bifunkčním provozu o Měření chování přenosu signálu LED svítidel v reálných atmosférických podmínkách  Budou provedeny simulace vlivu atmosférických jevů (déšť, mlha, turbulence) na optické bezvláknové komunikační systémy VLC, FSO za pomocí speciálního laboratorního simulačního boxu tvořeného plexisklem. Naším záměrem je pak provést matematickou a fyzikální analýzu vlivu různých typů atmosférických jevů (kouř, déšť, turbulence) na optický svazek, který bude vysílán na různých vlnových délkách od různých typů zdrojů záření.  Modelování vlivu atmosférických jevů na optické bezvláknové komunikační systémy pomocí softwarové aplikace Ansys Fluent z důvodu predikce chování atmosférických jevů vůči přenosu komunikačního signálu v oblasti viditelného i neviditelného spektra a to i ve venkovních osvětlovacích soustavách (veřejné osvětlení) pro vytvoření svítidel nové generace.  Nedílnou součástí navrhovaného projektu je pak i využití sofistikovaného řešení od fy. ETUS v podobě USRP N210 či USRP-2920 pro zhotovení pokročilých modulačních formátů a testování odolnosti vůči simulovaným atmosférickým jevům s ohledem na dosažení maximálních přenosových rychlostí. - Možnosti vlivu bifunkčních svítidel na snižování spotřeby elektrické energie osvětlovacích soustav veřejného osvětlení o Bezdrátová komunikace mezi svítidly  Světelně-technické výpočty se zaměřením na stanovení integrálních charakteristik světelného pole s cílem posuzování velikosti namodulovaného informačního signálu v různých místech světelného pole.  Výzkum bude probíhat v oblasti vývoje VLC komunikace dle normy IEEE 802.15.7 a doporučení jednotlivých norem spadajících pod osvětlování  Matematické zpracování naměřených dat z profesionálního atmosférického spoje MRV-TS-5000/G umístěného mezi rektorátem a pilonem Hvězdárny Johana Palisy. Při zpracování se budou dávat do korelace naměřené výsledky z hodnot přijímaného výkonu RSSI z optického spoje vůči atmosférickým jevů působící na optický svazek šířený mezi zmíněními místy  Využití optických vláken pro vytvoření vysílače pro VLC komunikaci a simulace rovnoměrné distribuce optické intenzity (LightTools). Vliv LED svítidel ve veřejném osvětlení na zvýšení bezpečnosti v dopravě - Studium nového typu Inteligentní osvětlení přechodů s ohledem na bezpečnost o Součinnost s veřejným osvětlením bude zkoumána z důvodu dodržení jak zvýraznění vlastního přechodu, tak k zvýraznění chodce o Vyhodnocování kontrastů chodců v zorném poli řidiče z důvodu optimalizace osvětlovacích soustav tak, aby byl kontrast zajištěn s minimálními technickými prostředky o Barevný kontrast mezi veřejným osvětlením a osvětlením přechodu je nutný z důvodu odlišení vlastního přechodu. Bude zkoumán odstup teplot chromatičnosti mezi veřejným osvětlením a vlastním osvětlením přechodů. - Vyhodnocování kvality veřejného osvětlení: o Vyhodnocování osvětleností komunikací v mezopické oblasti z důvodu rozdílného vnímání lidského oka v oblasti nízkých jasů. Budou zkoumány zejména rozdíly mezi LED a vysokotlakými sodíkovými výbojkami o Porovnávání kvalitativních parametrů veřejného osvětlení osazeného klasickými zdroji a LED za účelem porovnávání rovnoměrností osvětleností a jasů svítidel z pohledu rozdílných distribucí světelného toku těchto typů svítidel. - Možnosti vlivu bifunkčních svítidel na snižování spotřeby elektrické energie osvětlovacích soustav veřejného osvětlení o Bezdrátová komunikace mezi svítidly a účastníky silničního provozu o Pravidla pro regulaci svítidel na základě vyhodnocování hustoty provozu.

doc. Ing. Roman Hrbáč, Ph.D.
Ing. Jan Dudek, Ph.D.
Ing. Petr Koudelka, Ph.D.
Ing. Jan Vitásek, Ph.D.
Ing. Jan Látal, Ph.D.
Ing. Pavel Valíček, Ph.D.
Ing. Stanislav Hejduk, Ph.D.
Ing. Andrej Líner
Ing. Aleš Vanderka
Ing. Lukáš Hájek
Ing. Barbara Helštýnová
Bc. Lukáš Koritar
Ing. Petr Bos
Ing. Richard Baleja
Ing. Tomáš Stratil
Ing. Tomáš Hanusek
Ing. Zdeněk Wilček
Ing. Petr Šebesta
Bc. Daniel Hromulák
Bc. Lukáš Kadlec
Bc. Michal Miček
Ing. Dávid Poništ
Ing. Jakub Jankových
Bc. Ondřej Sulek
Bc. Dominik Peroutka
Jan Chavík
Nika Adeishvili
doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D.
prof. Ing. Karel Sokanský, CSc.
prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.

Ověření predikčního modelu na úsporu elektrické energie u interiérových stmívatelných osvětlovacích soustav řízených na konstantní hladinu osvětlenosti
- Ověření odchylek realizovaných osvětlovacích soustav od predikčního modelu
- Ověření odchylek osvětleností realizovaných osvětlovacích soustav od přednastavené konstantní osvětlenosti
- Vyhodnocení chování čidel osvětleností v automaticky regulovaných osvětlovacích soustavách

Testování inteligentních modulátorů pro řízení LED a svítidel VO
- Ověřování světelně-technických parametrů svítidel dle VLC technologie
o Měření chování přenosu signálu LED svítidel v osvětlovacích soustavách mezi účastníky silničního provozu
o Měření chování přenosu signálu LED svítidel v kombinaci s denním světlem dle VLC technologie
- Zjištění maximálních přenosových limitů LED svítidel provozu
o Měření chování přenosu signálu LED svítidel v reálných atmosférických podmínkách

Vliv LED svítidel ve veřejném osvětlení na zvýšení bezpečnosti v dopravě
- Studium nového typu Inteligentní osvětlení přechodů s ohledem na bezpečnost
o Součinnost s veřejným osvětlením
o Vyhodnocování kontrastů chodců v zorném poli řidiče
o Barevný kontrast mezi veřejným osvětlením a osvětlením přechodu
- Vyhodnocování kvality veřejného osvětlení:
o Vyhodnocování osvětleností komunikací v mezopické oblasti
o Porovnávání kvalitativních parametrů veřejného osvětlení osazeného klasickými zdroji a LED
- Možnosti vlivu bifunkčních svítidel na snižování spotřeby elektrické energie osvětlovacích soustav veřejného osvětlení
o Bezdrátová komunikace mezi svítidly a účastníky silničního provozu
o Pravidla pro regulaci svítidel na základě vyhodnocování hustoty provozu