7. EVU Österreich Abendseminar. Einsatz von LED in der Fahrzeugtechnik und Straßenausrüstung

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1 EVU Ländergruppe Österreich 7. EVU Österreich Abendseminar Einsatz von LED in der Fahrzeugtechnik und Straßenausrüstung Kurzfassungen zu den Fachvorträgen Dienstag, 22. Mai 2012, 18:00 21:00 Uhr Gelber Salon im Palais Daun-Kinsky, 1010 Wien veranstaltet von der EVU-Ländergruppe Österreich EVU-Ländergruppe Österreich Univ. Prof. Dipl.-Ing Dr. Ernst Pfleger EPIGUS: 1010 Wien, Schmerlingplatz 3/7 ZVR-Zahl: Tel./Fax epigus@chello.at Bankverbindung: Bank Austria Creditanstalt AG BLZ 12000, Konto-Nr

2 Inhalt: Seite DI (FH) Mag. Harald REISIGL Director Optical Glass Systems, Swareflex GmbH LED im Verkehrsbereich aus lichtoptischer und wahrnehmungspsychologischer Sicht 3 GF DI Robert REICHARTZEDER Technischer Geschäftsführung Forster Verkehrs- und Werbetechnik GmbH Anlage von LED-Verkehrszeichen in Tunnel und sonstigen Fahrbahnbereichen... 4 Ing. Adil ATAK, MBA Business Development Manager, Swareflex GmbH Intelligenter und robuster Einsatz von LED in Leuchten und Leiteinrichtungen Mag. (FH) Gerd PAULI Stellvertretende Geschäftsleitung gfi Gesellschaft für Industrieelektronik mbh Einsatz von LED im Bereich der Sicherungs- und Verkehrstechnik DI Heinz LUKASCHEK Zivilingenieur für technische Physik allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger für Straßenverkehrstechnik und Lichttechnik Technische Voraussetzungen für den Einsatz von LED in der Praxis Univ. Prof. DI Dr. Ernst PFLEGER Vorsitzender der EVU-Ländergruppe Österreich Verkehrssicherheits-Einsatz von LED-Analyse des Blickverhaltens Dieses Dokument in Farbe steht ab der folgenden Woche auf der Webseite im Bereich Publikationen zum Download! Inhalt Seite 2

3 DI (FH) Mag. Harald REISIGL Director Optical Glass Elements Swareflex GmbH LED im Verkehrsbereich aus lichtoptischer und wahrnehmungspsychologischer Sicht Grundsätzlich kommen im Straßenverkehr unterschiedliche Sinneswahrnehmungen des Menschen zum Tragen, dennoch, am weitaus stärksten ausgeprägt ist die visuelle Wahrnehmung. Insbesondere deshalb sind unterschiedliche visuelle Funktionen des Menschen, wie etwa gute Sehschärfe, gute Farbwahrnehmung, normale Blendungsempfindlichkeit, hohe Empfindlichkeit für Helligkeitsunterschiede, ein uneingeschränktes Gesichtsfeld, gute dynamische Tiefenwahrnehmung oder eine gute Bewegungswahrnehmung in der Verkehrstechnik essentiell und sollten durch die Beleuchtung und Lichtquellen im Straßenraum möglichst gut unterstützt bzw. nicht gestört werden. Die LED Technologie hat das Potential die globale Beleuchtungsindustrie zu revolutionieren. Sie erfordert jedoch aufgrund der hohen Intensität auf kleinster Fläche Sekundäroptiken, die das emittierte Licht intelligent lenken. Hohe Effizienz, Blendfreiheit und eine gleichmäßige Ausleuchtung durch maßgeschneiderte optische Lösungen sind unerlässliche Faktoren einer angenehmen und vor allem sicheren Beleuchtungssituation im Straßenverkehr. Die Sekundäroptiken müssen exakt an die neuen Anforderungen, speziell an erhöhten UV-Eintrag, Hitze und an die extrem lange Lebensdauer, angepasst werden. Der Einsatz von hochwertigen, effizienten LED Beleuchtungssystemen mit intelligenten Sekundäroptiken, die den hohen wahrnehmungspsychologischen Anforderungen gerecht werden, trägt somit maßgeblich zur Sicherheit im Straßenverkehr bei. REISIEGL; LED im Verkehrsbereich aus lichtoptischer und wahrnehmungspsychologischer Sicht Seite 3

4 GF DI Dr. Robert REICHARTZEDER Technischer Geschäftsführung Forster Verkehrs- und Werbetechnik GmbH Anlage von LED-Verkehrszeichen in Tunnel und sonstigen Fahrbahnbereichen REICHARTZEDER; Anlage von LED-Verkehrszeichen in Tunnel und sonstigen Fahrbahnbereichen Seite 4

5 REICHARTZEDER; Anlage von LED-Verkehrszeichen in Tunnel und sonstigen Fahrbahnbereichen Seite 5

17 Ing. Adil ATAK, MBA Business Development Manager, Swareflex GmbH Intelligenter und robuster Einsatz von LED in Leuchten und Leiteinrichtungen Die kontinuierliche Steigerung der LED-Effizienz ermöglicht heute den intelligenten und wirtschaftlichen Einsatz von LED im Beleuchtungsbereich. Aufgrund der veränderten Anforderungen an solche Produkte und Lösungen benötigt eine punktförmige LED Lichtquelle mit hoher Intensität licht-optische Systeme, um blendungsfreie Leuchtlösungen mit hoher Effizienz zu erzielen. Die Vorteile der LED bieten viel Potenzial in vielen Applikationen. Im Vergleich zu anderen Leuchtmittel bietet die LED einzigartige Lebensdauer und wettbewerbsfähige Effizienz. Jedoch beeinflussen die Strombelastung und die thermische Belastung die Lebensdauer der LED nachhaltig die beim professionellen Entwurf und bei der richtigen Auslegung von Leuchten berücksichtigt werden müssen. Die LED übertrifft auch bei nicht optimaler Applikation die Lebensdauer vieler elektronischer Bauelemente. Deshalb ist die Gesamtlebensdauer abhängig von den verwendeten Vorschaltgeräten. Durch die Separierung von Vorschaltgerät und Leuchtmittel werden funktionserhaltende Maßnahmen gesetzt und die Vorteile der LEDs optimal ausgenutzt. Innovative Beleuchtungskonzepte steigern die visuelle Leistungsfähigkeit und ermöglichen dadurch besseres Licht für erhöhte Sicherheit. Die LED-Technologie im Straßenverkehr ist die Chance für mehr Sicherheit und mehr Wirtschaftlichkeit. ATAK; Intelligenter und robuster Einsatz von LED in Leuchten und Leiteinrichtungen Seite 17

18 Mag. (FH) Gerd PAULI Stellvertretende Geschäftsleitung gfi Gesellschaft für Industrieelektronik mbh Einsatz von LED im Bereich der Sicherungs- und Verkehrstechnik PAULI; Einsatz von LED im Bereich der Sicherungs- und Verkehrstechnik Seite 18

19 PAULI; Einsatz von LED im Bereich der Sicherungs- und Verkehrstechnik Seite 19

30 DI Heinz LUKASCHEK Zivilingenieur für technische Physik allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger für Straßenverkehrstechnik und Lichttechnik Technische Voraussetzungen für den Einsatz von LED in der Praxis LEDs werden heute im gesamten Bereich des Straßenverkehrs eingesetzt. Neben positiven Wirkungen wie etwa der Lebensdauer und Betriebssicherheit von Kfz- und sonstigen Anzeigeleuchten (z.b. Ampelanlagen) gibt es einige Besonderheiten, die einer kritischen Aufmerksamkeit bedürfen. Da der Straßenverkehr nicht ganz ungefährlich abläuft, muss rechtzeitig auf negative Entwicklungen hingewiesen werden und der Titel des Referats im Konjunktiv (wie sollten die Vss. eigentlich sein) verstanden werden. Die wichtigsten Einsatzgebiete sind: Allgemeine Straßenbeleuchtung meist Leuchten im unteren Leistungsbereich Verkehrsorganisation Signalanlagen, Verkehrszeichen, Führungselemente, Anzeigen Kfz Beleuchtung Anzeigeleuchten, Heckleuchten, Hauptscheinwerfer Fahrradbeleuchtung Werbung hinterleuchtete Firmenlogos, Videowalls, Laufschriften Die Lichtpunkte sind bei LED Leuchten meist kleiner als bei konventionellen Lichtquellen, teilweise verbunden mit engen Abstrahlwinkeln, womit eine Erhöhung der Leuchtdichten (bis zur Gefährdung der Augen) einhergeht. Nicht in allen Einsatzgebieten wird auf diese Effekte Rücksicht genommen, was auch für Normen und Richtlinien gilt. Straßenlampen sind meist ordentlich abgeschirmt und werden den Einsatzbedingungen gerecht. Hohe Intensität kann nur bei Fahrrädern, wo kleine Leuchten zur Verfügung stehen, akzeptiert werden. Bei der Umrüstung auf LED werden noch einige Fehler begangen, in vielen Fällen können die bei Tag nötigen Leuchtdichten bei Nacht nicht reduziert, bzw. der Umgebung angepasst werden. Insbesondere grüne LEDs von Ampeln blenden in der Nacht unangenehm, Anzeigetafeln oder Verkehrszeichen in Tunnels sind teilweise überstrahlt (Fernsicht reduziert). LUKASCHEK; Technische Voraussetzungen für den Einsatz von LED in der Praxis Seite 30

31 Einer der Hauptgründe für kritische Sichtverschlechterungen im Verkehr ist Blendung, welche auch durch abgeblendete Kfz-Scheinwerfer oder sonstige Lichtquellen (verstärkt durch nasse Fahrbahnen) entstehen kann. Hier bringt die Scheinwerferentwicklung hin zu LED und Gasentladung nur für jene Vorteile, die im damit ausgerüsteten Fahrzeug sitzen. Die Entgegenkommenden haben den schwarzen Peter, soferne sie nicht mit gleichem antworten können. Nicht nur die Intensität, sondern auch die Lichtfarbe hin zu energiereichem Blauweiß verstärkt Lichtstreuungen an Staubteilchen, Brillen, im Auge und den Blendungseffekt. Die eher schleppende Einführung dieser neuen Technologien nur bei Luxusfahrzeugen ist mit Sorge zu beobachten. Ideen wie ein blendfreies Fernlicht können die momentane Situation nur verschlechtern! Die Grundabsicht der Werbeindustrie besteht im Erzeugen von Aufmerksamkeit. Durch die LEDs haben sich ungeahnte Möglichkeiten der Präsentation eröffnet. Es lassen sich sogar Videosequenzen in einer Intensität darbieten, die auch die bei Tag üblichen Leuchtdichten der Umgebung übertreffen. Nicht nur, dass Verkehrszeichen damit optisch verloren gehen, geht meist auch die zu übermittelnde Botschaft verloren. Neben der Wahrnehmbarkeit kommt der Erkennbarkeit, Lesbarkeit und einer positiven Gesamtwirkung entscheidende Bedeutung zu. Anders ausgedrückt: Ziel verfehlt! LUKASCHEK; Technische Voraussetzungen für den Einsatz von LED in der Praxis Seite 31

32 Univ. Prof. DI Dr. Ernst PFLEGER Vorsitzender der EVU-Ländergruppe Österreich Verkehrssicherheits-Einsatz von LED Analyse des Blickverhaltens LEDs im Bereich des Straßenverkehrs sind wesentliche Hilfsmittel zur verbesserten Navigation, wodurch eine wesentliche Erhöhung der Verkehrssicherheit erwirkt wird. Mit Hilfe des TÜV-zertifizierten viewpointsystems wird die subjektive Informationsaufnahme und der Belastungsgrad für Fahrzeuglenker genau bewertet, dokumentiert und analysiert. Durch die detaillierten Analysen können Blickstrategien dargestellt und auftretende Gefahrenpotentiale, wie z.b. sehphysiologische Erschwernisse, Defizite, Blickabsenzen, störende Blickbindungen u.ä. offengelegt und objektiv ausgewiesen werden. Beispielhaft wird im Zuge des gegenständlichen Vortrages der Einsatz von LED in folgenden Bereichen diskutiert: Ausstattung von Tunnelanlagen Fußgängersicherheit bei Schutzwegen Innovative Ausstattung von Eisenbahnkreuzungen Ausstattungen von Tunnelanlagen: Am Beispiel des Tauerntunnels wird die historische Ausstattung dem heutigen Stand der Technik gegenübergestellt. Der Tauerntunnel hat eine Länge von etwa 6,5 km und wurde 1975 einröhrig fertiggestellt. Nach der Brandkatastrophe im Jahre 1999 (LKW-Lenker fuhr auf PKW- Kolonne auf) wurden die Markierungen erneuert, erst später wurde die Planung für eine zweite Tunnelröhre aufgegriffen und am freigegeben. Wie die historischen FPC-Ergebnisvideos zeigen, war historisch eine schlechte lichttechnische Ausstattung von Tunnelanlagen gegeben. Im rechten Fahrbahnbereich waren eindeutig zu wenige Navigationspunkte vorhanden, weshalb die Fahrzeuglenker vor allem mit Hilfe der Mitteltrennung navigierten, mit negativen Begleiteffekten wie mittige Fahrlinienwahl und Blendungen durch den Gegenverkehr. PFLEGER; Verkehrssicherheits-Einsatz von LED Analyse des Blickverhaltens Seite 32

33 Fußgängersicherheit bei Schutzwegen: Fußgängerunfälle bei Schutzwegen sind nicht nur ausschließlich auf Fehlverhalten der Verkehrsteilnehmer zurückzuführen, es sind vielfach Auswirkungen und wahrnehmungspsychologische Effekte durch den Einsatz von Licht am Tag gegeben (vgl. Motion induced blindness und dgl.). Eine besondere Herausforderung stellen mehrstreifige Zufahrten dar, weil zahlreiche dynamische Sichtabschattungen gegeben sind. Diese Sonderform kann bei vorhandenen (historisch genehmigten) Schutzwegen weitestgehend durch den Einsatz von Zusatzausstattungselementen kompensiert werden. Die gezeigten Blickfilme zeigen die innovative Zusatzausstattung eines Schutzweges am Flughafen Wien mit Hilfe von LED-Elementen in Quer- als auch in Längsrichtung. Der Vorteil der LEDs liegt in der Konditionierung der Fahrzeuglenker (Ursache-Wirkungsprinzip), da die Aktivierung der Anlage im Gegensatz zu bestehenden Systemen (Blinklichter) bedarfsgesteuert erfolgt (Aufleuchten heißt Warnung). Gleichzeitig wird mit Hilfe von Fußgängerpiktogrammen ein logischer Zusammenhang der LED-Anlage mit dem Schutzweg hergestellt. Durch das Blinken im Fahrbahnbereich wird die Navigation eindeutig auf die Konfliktfläche gerichtet. In Pilotstudien wurden verschiedenste Schaltungen (kanalisierendes bzw. entgegenlaufendes Lauflicht) und Blinkfrequenzen untersucht. Innovative Ausstattung von Eisenbahnkreuzungen: Im Jahre 2010 ereigneten sich 109 Unfälle auf Eisenbahnkreuzungen im Schienennetz der ÖBB. 46 Unfälle ereigneten sich auf technisch gesicherten Bahnübergängen [vgl. Presseaussendung BMVIT]. Annähernd alle Unfälle auf Eisenbahnkreuzungen werden von Straßenverkehrsteilnehmern verursacht, die rote Ampeln, Stopptafeln, Schrankenanlagen und grundlegende Verkehrsregeln offenbar übersehen bzw. scheinbar nicht beachten. Die Hauptaufgabe sämtlicher Ausstattungselemente von Eisenbahnkreuzungen sind die Vorinformation der Fahrzeuglenker in der Annäherungsphase und die Kennzeichnung der Gefahrenzone im unmittelbaren Kreuzungsbereich. Die Ergebnisse aus zahlreichen Blickuntersuchungen zeigen, dass die Ausstattung von Eisenbahnkreuzungen nicht den tatsachlichen Anforderungen gerecht wird. Es sind vielmehr die Anlageformen (Kreuzungsformen, Topologie, Linienführung etc.) und die vorhandenen Begleitumstände (Annäherungsgeschwindigkeiten, Maskierungen und dgl.) zu berücksichtigen. PFLEGER; Verkehrssicherheits-Einsatz von LED Analyse des Blickverhaltens Seite 33

34 Es sollen nur so viele Sicherungsmaßnahmen wie nötig, jedoch so wenig wie möglich eingesetzt werden (keine Vergoldung der Kreuzungsanlagen). Die Sicherungselemente sind genau auf die Anlageformen abzustimmen. Die Verwendung von LEDs als innovatives Ausstattungselement zeigt herausragende positive Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit. Der gezielte Einsatz ausgewählter Elemente ist sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus wahrnehmungsphysiologischer Sicht besonders wichtig. PFLEGER; Verkehrssicherheits-Einsatz von LED Analyse des Blickverhaltens Seite 34