Inovasi Teknologi untuk Keterlihatan Siang Hari Armada Nasional di Brazil

1. Pengenalan & Gambaran Keseluruhan

Artikel ini membincangkan landskap peraturan Brazil berkenaan keterlihatan kenderaan pada waktu siang, yang dimulakan oleh semakan Kod Lalu Lintas Brazil (CTB) 2016. Mandat untuk menggunakan lampu rendah pada siang hari di lebuh raya dan terowong bertujuan untuk meningkatkan keterlihatan armada. Ini didahului oleh Resolusi CONTRAN 227 (2007), yang memperkenalkan, secara tidak wajib, Lampu Siang Hari (DRL) – peranti isyarat khusus. Resolusi 667 (2017) kemudiannya mewajibkan DRL untuk kenderaan baharu bermula 2021. Kertas kerja ini meneroka inovasi teknologi yang dibangunkan oleh industri dalam tempoh peralihan untuk memasang semula kenderaan yang tidak dilengkapi dengan DRL asal, dengan memanfaatkan penerimaan undang-undang terhadap inovasi fungsi yang terbukti.

2. Keterlihatan Kenderaan Siang Hari: Sejarah Terkini

Perbincangan mengenai keterlihatan siang hari di Brazil telah berkembang selama dua dekad, ditandai dengan pencapaian peraturan utama.

2.1. Evolusi Peraturan (1998-2017)

1998 (Resolusi CONTRAN 18): Menangani kebimbangan tentang kenderaan yang menyamar dengan persekitaran kerana pelbagai warna. Mempromosikan, melalui kempen pendidikan, penggunaan lampu rendah secara sukarela pada siang hari untuk tujuan isyarat. Penggunaan wajib dihadkan kepada terowong.
2007 (Resolusi CONTRAN 227): Secara rasmi memasukkan DRL ke dalam peraturan Brazil, mentakrifkan keperluan teknikalnya. Pemasangannya kekal sebagai pilihan, menyelaraskan undang-undang negara dengan pembangunan teknologi antarabangsa.
2016 (Semakan CTB Art. 40): Menjadikan penggunaan lampu rendah pada siang hari wajib di lebuh raya dan terowong, dengan ketara memperluas skop resolusi 1998.
2017 (Resolusi CONTRAN 667): Memerintahkan penggabungan DRL dalam kenderaan baharu, dengan penguatkuasaan bermula pada 2021.

2.2. Perbezaan Teknikal: DRL vs. Lampu Rendah

Kertas kerja ini menekankan perbezaan teknikal dan konsep asas:

Lampu Rendah: Fungsi utama adalah untuk menerangi jalan raya dan memberikan penglihatan kepada pemandu. Penggunaannya sebagai peranti isyarat siang hari adalah kesan sekunder.
Lampu Siang Hari (DRL): Direka khas untuk memberi isyarat dan menjadikan kenderaan kelihatan kepada orang lain. Ia tidak direka untuk penerangan jalan raya.

Walaupun kedua-duanya dipasang secara simetri di hadapan kenderaan dan meningkatkan kontras untuk pengguna jalan lain, mereka tidak setara dari segi teknikal. Pada dasarnya: lampu kepala menerangi, lampu (seperti DRL) memberi isyarat.

Penerangan Rajah 1 (Dirujuk dalam PDF): Rajah membandingkan corak lampu rendah (atas) dengan corak DRL (bawah). Corak lampu rendah adalah tidak simetri, memancarkan cahaya ke bawah dan ke kanan untuk mengelakkan silau lalu lintas yang datang sambil menerangi jalan. Corak DRL biasanya merupakan cahaya seragam berintensiti tinggi di hadapan yang direka untuk keterlihatan maksimum pada siang hari dengan silau yang minimum.

3. Inti Pati & Perspektif Penganalisis

Inti Pati:

Perjalanan peraturan Brazil daripada mempromosikan penggunaan lampu rendah kepada mewajibkan DRL mendedahkan satu kebenaran industri yang kritikal dan sering diabaikan: undang-undang kerap mengejar kepraktisan, bukan kejuruteraan optimum. Mandat lampu rendah 2016 adalah penyelesaian sementara yang kasar yang mengutamakan peningkatan keterlihatan segera untuk seluruh armada berbanding kecekapan tenaga, haus komponen, dan keanggunan reka bentuk. Ia merawat masalah isyarat dengan alat penerangan.

Aliran Logik:

Logiknya adalah reaktif dan berperingkat. Resolusi CONTRAN 18 (1998) mengenal pasti masalah (kenderaan tersamar). Resolusi 227 (2007) mengakui penyelesaian kejuruteraan global (DRL) tetapi tiada kuasa penguatkuasaan. Semakan CTB 2016, kemungkinan didorong oleh statistik keselamatan, melaksanakan langkah yang paling mudah dikuatkuasakan—mengaktifkan sistem sedia ada (lampu rendah)—walaupun ketidakcukupan teknikalnya. Resolusi 667 (2017) akhirnya mengkodifikasikan penyelesaian teknikal yang betul (DRL) untuk kenderaan baharu, mewujudkan realiti sistem dwi dalam tempoh peralihan yang panjang.

Kekuatan & Kelemahan:

Kekuatan: Pendekatan berperingkat (pendidikan sukarela → lampu rendah wajib → DRL wajib) membolehkan penyesuaian awam dan industri. Ia mewujudkan tetingkap pasaran untuk inovasi pemasangan semula, seperti yang dinyatakan dalam kertas kerja.

Kelemahan Kritikal: Kebergantungan sementara pada lampu rendah adalah kes hutang teknikal dalam dasar peraturan. Ia meningkatkan penggunaan tenaga (bertentangan dengan trend global dalam kecekapan kenderaan yang diperhatikan oleh agensi seperti Agensi Tenaga Antarabangsa) dan mempercepatkan haus pada komponen lampu kepala yang mahal (mentol, ballast). Lebih halus, ia mengukuhkan pemahaman pengguna yang kurang optimum tentang sistem pencahayaan kenderaan.

Wawasan Tindakan:

1. Untuk Pengawal Selia: Peraturan keselamatan automotif masa depan mesti melibatkan kerjasama yang lebih mendalam dan awal dengan badan kejuruteraan (seperti SAE International) untuk mengelak daripada memerintahkan penyelesaian yang salah guna dari segi teknikal. Klausa penamatan untuk langkah sementara (seperti mandat lampu rendah selepas 2021) harus jelas.
2. Untuk OEM & Pasaran Sekunder: Pasaran pemasangan semula yang diketengahkan dalam kertas kerja ini bukan niche; ia adalah peluang arbitraj pematuhan. Membangunkan modul DRL plug-and-play yang kos efektif dengan pensijilan rasmi adalah keperluan strategik untuk sektor pasaran sekunder yang melayani armada pra-2021 Brazil yang luas.
3. Untuk Pengguna: Kempen kesedaran harus beralih daripada "hidupkan lampu anda" kepada "fahami lampu anda." Membezakan antara pencahayaan untuk melihat dan pencahayaan untuk dilihat adalah konsep keselamatan asas, seperti yang disokong oleh penyelidikan dari badan seperti Institut Insurans untuk Keselamatan Lebuh Raya (IIHS).

4. Butiran Teknikal & Kerangka Matematik

Perbezaan teknikal teras boleh dirangka menggunakan model keberkesanan bercahaya dan fungsi yang mudah.

Keamatan Bercahaya & Tujuan:
Biarkan $I(\theta, \phi)$ mewakili keamatan bercahaya (dalam candela, cd) lampu kenderaan menghadap hadapan sebagai fungsi sudut menegak ($\theta$) dan mendatar ($\phi$).

Untuk Lampu Rendah: Fungsi $I_{LB}(\theta, \phi)$ direkabentuk untuk memaksimumkan pencahayaan permukaan jalan ($E$) untuk pemandu, tertakluk kepada kekangan silau untuk lalu lintas yang datang. Matlamat pengoptimumannya berkaitan dengan: $\max \int_{\Omega_{road}} E(I_{LB}) dA$ di mana $\Omega_{road}$ ialah sudut pepejal yang meliputi jalan di hadapan, dengan potongan tajam di atas $\theta$ tertentu untuk mencegah silau.
Untuk DRL: Fungsi $I_{DRL}(\theta, \phi)$ direkabentuk untuk memaksimumkan keterlihatan ($C$) untuk pengguna jalan lain merentasi medan pandang hadapan yang luas, selalunya dengan keamatan tinggi dalam sudut pepejal ($\Omega_{signal}$) yang lebih kecil dan fokus. Matlamatnya adalah: $\max \, C(I_{DRL})$ untuk $\theta, \phi \in \Omega_{signal}$, di mana $C$ ialah metrik yang menggabungkan keamatan, nisbah kontras terhadap cahaya ambien, dan suhu warna. DRL selalunya beroperasi pada keamatan antara 400-1200 cd, dioptimumkan untuk kontras siang hari, manakala lampu rendah mempunyai taburan kompleks yang mencapai keamatan lebih tinggi dalam zon tertentu untuk penerangan.

Penggunaan Tenaga: Satu lampu rendah halogen biasa mungkin menggunakan ~55W setiap sisi. Satu DRL berasaskan LED moden menggunakan ~10-15W setiap sisi. Penjimatan tenaga untuk operasi siang hari adalah ketara: $P_{saved} \approx 2 \times (55W - 12.5W) = 85W$. Sepanjang setahun pemanduan siang hari, ini diterjemahkan kepada penjimatan bahan api/elektrik yang besar, selaras dengan prinsip penilaian kitaran hayat dalam reka bentuk kenderaan.

5. Keputusan Eksperimen & Penerangan Carta

Walaupun PDF yang disediakan tidak termasuk data eksperimen asal, peraturan yang dirujuk (seperti ECE R87 dan R48 yang mengilhami resolusi CONTRAN) adalah berdasarkan penyelidikan fotometrik dan faktor manusia yang meluas. Keputusan disahkan utama termasuk:

Peningkatan Keterlihatan: Kajian, seperti yang diringkaskan oleh Pentadbiran Keselamatan Lalu Lintas Lebuh Raya Kebangsaan (NHTSA), menunjukkan DRL boleh mengurangkan kemalangan pelbagai pihak pada siang hari sebanyak kira-kira 5-10%. Mekanismenya adalah peningkatan kontras, terutamanya dalam keadaan subuh, senja, atau mendung.
Pengurangan Silau: DRL yang direka dengan betul, tidak seperti lampu tinggi atau lampu rendah yang salah arah digunakan pada siang hari, meminimumkan ketidakselesaan dan silau kecacatan untuk pemandu lain. Ini dicapai dengan mengawal sasaran menegak dan taburan keamatan, seperti yang dinyatakan dalam fungsi $I_{DRL}(\theta, \phi)$.
Keberkesanan Pemasangan Semula: Kit DRL pasaran sekunder, apabila mematuhi peraturan keamatan dan penempatan, boleh memberikan faedah keterlihatan setanding dengan sistem pemasangan kilang untuk kenderaan lama, merapatkan jurang keselamatan semasa peralihan peraturan.

Statistik Keselamatan Utama (Ilustratif)

Berdasarkan meta-analisis antarabangsa (contohnya, Elvik et al., "The Handbook of Road Safety Measures"), pelaksanaan DRL dikaitkan dengan pengurangan median ~7% dalam kemalangan kenderaan pelbagai pada siang hari. Ini menyokong rasional untuk Resolusi 667 Brazil.

6. Kerangka Analisis: Contoh Kajian Kes

Skenario: Menganalisis kos-faedah untuk pengendali armada dengan 100 unit kenderaan model 2015 (tanpa DRL kilang) yang beroperasi di Brazil.

Aplikasi Kerangka (Bukan Kod):

Semakan Pematuhan Peraturan: Selepas 2016, kenderaan mesti menggunakan lampu rendah di lebuh raya. Armada itu mematuhi tetapi menggunakan sistem yang kurang optimum.
Penilaian Teknikal:
- Keadaan Semasa (Lampu Rendah): Penggunaan tenaga tinggi (~110W/kenderaan), peningkatan kekerapan penggantian mentol (contohnya, setiap 1.5 tahun vs. 2.5 tahun), potensi untuk haus bateri/alternator yang lebih cepat.
- Keadaan Dicadangkan (DRL Pemasangan Semula + Lampu Rendah Dimatikan): Penggunaan tenaga lebih rendah (~25W/kenderaan untuk DRL), DRL LED hayat panjang khusus (contohnya, 10,000+ jam), fungsi isyarat yang betul.
Analisis Kos-Faedah:
- Kos: Kit DRL pemasangan semula + pemasangan: R$ 150 setiap kenderaan (Jumlah: R$ 15,000).
- Faedah (Anggaran Tahunan):
  - Penjimatan Bahan Api (85W dijimatkan): ~1.5% peningkatan kecekapan bahan api semasa operasi siang hari. Untuk armada yang menggunakan R$ 500,000/tahun dalam bahan api, penjimatan ~R$ 7,500.
  - Penjimatan Penyelenggaraan: Penggantian mentol berkurangan: ~R$ 2,000/tahun.
  - Faedah Keselamatan: Menganggarkan pengurangan konservatif 3% dalam perlanggaran kecil berkaitan (mengelak masa henti, kos pembaikan). Nilai anggaran: ~R$ 10,000/tahun.
- Tempoh Pulang Modal: Jumlah Faedah Tahunan ~R$ 19,500. Pelaburan R$ 15,000 dipulangkan dalam ~9 bulan.
Kesimpulan: Untuk armada ini, memasang semula DRL bukan sahaja peningkatan keselamatan tetapi pelaburan kecekapan operasi yang menarik dengan tempoh pulang modal yang singkat.

7. Prospek Aplikasi & Hala Tuju Masa Depan

Integrasi dengan ADAS dan V2X: DRL masa depan tidak akan menjadi lampu pasif. Ia boleh menjadi elemen isyarat dinamik dalam Sistem Bantuan Pemandu Maju (ADAS). Contohnya, keamatan atau corak DRL boleh dimodulasi bersama dengan pengaktifan brek kecemasan autonomi (AEB) untuk memberikan amaran yang lebih jelas kepada lalu lintas yang mengikuti, konsep yang diterokai dalam projek penyelidikan EU seperti "interACT".
Pencahayaan Adaptif dan Komunikatif: Dengan sistem LED berpiksel atau matriks laser, "tandatangan" DRL boleh menjadi pengenal unik atau berkomunikasi status kenderaan (contohnya, mod autonomi, keadaan pengecasan bateri untuk EV).
Pemiawaian untuk Mikromobiliti: Prinsip keterlihatan sedang meluas ke skuter elektrik dan basikal elektrik. Peraturan masa depan mungkin mentakrifkan keperluan seperti DRL untuk kenderaan kecil ini, mewujudkan pasaran baharu untuk penyelesaian pencahayaan padat dan cekap.
Penormalan Armada Pasca-2021: Apabila armada DRL wajib berkembang selepas 2021, keperluan untuk mandat lampu rendah siang hari harus dinilai semula. Peraturan masa depan boleh menghentikannya secara berperingkat untuk kenderaan yang dilengkapi DRL, merealisasikan potensi penjimatan tenaga penuh.
Kit Pemasangan Semula Pintar: Penyelesaian pasaran sekunder akan berkembang daripada kit pendawaian mudah kepada modul "pintar" yang berintegrasi dengan bas CAN kenderaan, membolehkan pengaktifan/penyahaktifan DRL automatik berdasarkan pencucuhan, input sensor cahaya, dan pemudaran yang betul apabila lampu kepala dihidupkan.

8. Rujukan

Majlis Lalu Lintas Kebangsaan Brazil (CONTRAN). Resolusi No. 18, Februari 1998.
Majlis Lalu Lintas Kebangsaan Brazil (CONTRAN). Resolusi No. 227, November 2007.
Suruhanjaya Ekonomi Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu untuk Eropah (UNECE). Peraturan No. 87 - Peruntukan seragam berkenaan kelulusan lampu siang hari untuk kenderaan bermotor. 2007.
Majlis Lalu Lintas Kebangsaan Brazil (CONTRAN). Resolusi No. 667, Disember 2017.
Kod Lalu Lintas Brazil (CTB). Undang-undang No. 9,503, September 1997, dikemas kini oleh Undang-undang No. 13,281, Mei 2016 (Art. 40).
Institut Insurans untuk Keselamatan Lebuh Raya (IIHS). "Daytime running lights." Status Report, Vol. 50, No. 6, 2015.
Pentadbiran Keselamatan Lalu Lintas Lebuh Raya Kebangsaan (NHTSA). "Daytime Running Lamps (DRL) Final Report." DOT HS 809 789, Februari 2005.
Elvik, R., et al. The Handbook of Road Safety Measures. Emerald Group Publishing, 2009.
Agensi Tenaga Antarabangsa (IEA). "Fuel Economy in Major Car Markets: Technology and Policy Drivers 2005-2017." 2019.
Konsortium interACT. "Designing cooperative interaction of automated vehicles with other road users." Deliverable D4.3, 2020.