Ulusal Filo Gündüz Görünürlüğü için Teknolojik Yenilikler: Gündüz Yanan Farlar ve Kısa Hüzmeli Farların Analizi

1. Giriş

Bu makale, Brezilya'da araçların gündüz görünürlüğünü artırmayı amaçlayan düzenlemelerin ve teknolojik çözümlerin evrimini analiz etmektedir. Tartışma, 2016'da getirilen otoyollarda ve tünellerde kısa hüzmeli farların zorunlu kullanımı ile buna paralel olarak kademeli şekilde uygulamaya konan özel Gündüz Yanan Farlar (DRL) üzerine odaklanmaktadır. Her ikisi de aracın fark edilirliğini artırmaya hizmet etse de, tasarım, amaç ve verimlilik açısından temelde farklıdır. Bu analiz, ulusal filo için gündüz görünürlük teknolojilerinin yasal çerçevesini, teknik farklılıklarını, sektör tepkilerini ve gelecekteki yönelimini incelemektedir.

2. Araç Gündüz Görünürlüğünün Yakın Tarihi

Brezilya'da gündüz görünürlüğünün iyileştirilmesi yönündeki baskı, gelişen güvenlik standartlarını ve teknoloji benimsemesini yansıtan önemli yasal dönüm noktalarıyla işaretlenmiş, on yıllar süren bir süreç olmuştur.

2.1 2016 Brezilya Trafik Kanunu Revizyonu

2016 yılında Brezilya Trafik Kanunu'nun (CTB) 40. Maddesinin revizyonu, tüm otoyollarda ve tünellerde gündüz kısa hüzmeli farların kullanılmasını zorunlu kılmıştır. Bu, önceden sadece tünellerde ışık kullanımını gerektiren kurallardan önemli bir genişlemeydi. Temel gerekçe, özellikle çevreyle kaynaşan renklerdeki araçların yaygınlaşmasıyla birlikte, araçlar ile çevreleri arasındaki kontrastı artırmaktı.

2.2 CONTRAN Kararı 227 (2007)

Bu karar, DRL'yi ilk kez Brezilya düzenlemelerine dahil etmiş, teknik gereklilikleri belirlemiş ancak kullanımını zorunlu kılmamıştır. Bu, özellikle gündüz sinyalizasyonu için tasarlanmış bir cihazı tanıyarak, uluslararası teknolojik gelişmelerle uyum sağlandığını temsil etmekteydi.

2.3 CONTRAN Kararı 667 (2017)

667 sayılı Karar, yeni araçlara DRL entegrasyonunu zorunlu hale getirmiş ve bu yükümlülük 2021'de yürürlüğe girmiştir. Bu, fabrikada DRL takılı olmayan araçların alternatif bir görünürlük çözümü olarak zorunlu kısa hüzmeli far kullanımına bel bağladığı bir geçiş dönemi yaratmıştır.

3. Teknik Karşılaştırma: Gündüz Yanan Farlar (DRL) vs. Kısa Hüzmeli Farlar

Bu konunun kritik bir şekilde anlaşılması, iki sistem arasındaki teknik ve işlevsel farklılıkların incelenmesini gerektirir.

3.1 Birincil İşlev ve Tasarım

Kısa Hüzmeli Farlar: Birincil işlevleri, sürücü için öndeki yolu aydınlatmak, gece veya düşük ışık koşullarında güvenli seyir sağlamaktır. Işık hüzmesi deseni, karşıdan gelen trafiği kör etmeyecek şekilde tasarlanmıştır. Herhangi bir gündüz sinyalizasyon etkisi ikincil bir yan üründür.
DRL: Tek işlevi, aracın varlığını diğer yol kullanıcılarına sinyal vermektir. Minimum parlama ile maksimum fark edilirlik için tasarlanmıştır, genellikle yüksek ışık verimliliği ve belirgin şekil için LED teknolojisi kullanır.

3.2 Enerji Tüketimi ve Verimlilik

DRL'ler tipik olarak kısa hüzmeli farlardan çok daha enerji verimlidir. Standart bir halojen kısa hüzmeli far sistemi her bir tarafta 55W (toplam 110W) tüketebilirken, bir LED DRL sistemi toplamda sadece 10-15W tüketebilir. Bunun, içten yanmalı motorlu araçlarda yakıt ekonomisi ve CO2 emisyonları, elektrikli araçlarda ise pil menzili üzerinde doğrudan etkileri vardır.

3.3 Görsel Kontrast ve Algı

Her ikisi de ön simetri oluştursa da, DRL'ler değişen gün ışığı arka planlarına karşı optimal kontrast için tasarlanmıştır. Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği İdaresi (NHTSA) gibi kuruluşların atıfta bulunduğu çalışmalar, özel olarak tasarlanmış fotometrileri sayesinde, DRL'lerin belirli açılarda ve özel hava koşullarında kısa hüzmeli farlardan daha etkili olabileceğini göstermektedir.

4. Sektör Girişimleri ve Teknolojik Alternatifler

227 ve 667 sayılı Kararlar arasında, otomotiv endüstrisi, başlangıçta bu donanıma sahip olmayan araçlar için DRL benzeri işlevsellik sağlamak üzere yedek parça pazarı çözümleri geliştirmiş ve tanıtmıştır. Bunlar arasında özel LED ışık şeritleri, DRL modlu sis farı değişimleri ve aracın elektrik sistemine bağlanan entegre çözümler yer almaktadır. Bunların yasal dayanağı, kararlar kapsamında kanıtlanmış işlevselliğe sahip teknolojik yeniliklerin kabul edilmesiydi.

5. Teknik Detaylar ve Matematiksel Modeller

Bir ışık kaynağının gündüz fark edilirliği için etkinliği, kontrast oranları kullanılarak modellenebilir. Bir hedef (araç ışığı) ile arka planı arasındaki parlaklık kontrastı $C$ şu şekilde verilir: $$C = \frac{|L_t - L_b|}{L_b}$$ Burada $L_t$ hedefin (ör. DRL) parlaklığı, $L_b$ ise arka planın (ör. gökyüzü, yol) parlaklığıdır. Daha yüksek bir $C$ değeri daha iyi görünürlüğü gösterir. DRL'ler, düzenleyici parlama sınırları içinde $L_t$'yi maksimize etmek için tasarlanırken, spektral güç dağılımları genellikle yüksek skotopik/fotopik (S/P) oranı için ayarlanır, bu da algılanan parlaklığı artırır. $I$ ışık şiddetine sahip bir nokta kaynaktan $d$ mesafedeki aydınlanma $E$, ters kare yasası yaklaşımını izler: $E \approx \frac{I}{d^2}$. DRL fotometrik standartları, görünürlüğü aşırı parlama olmadan sağlamak için belirli açısal bölgelerde $I$'nın minimum ve maksimum değerlerini belirtir.

6. Deneysel Sonuçlar ve Grafik Analizi

PDF'deki Şekil 1, bir kısa hüzmeli far desenini (dağınık, yolu aydınlatan) bir DRL deseniyle (odaklanmış, fark edilirlik için ileri yansıtan) görsel olarak karşılaştırmaktadır. Michigan Üniversitesi Ulaştırma Araştırma Enstitüsü (UMTRI) gibi kuruluşlardan elde edilen deneysel veriler, DRL'lerin güvenlik faydasını desteklemektedir. Çalışmaların bir meta-analizi, DRL donanımlı araçlar için çok taraflı gündüz çarpışmalarında tipik olarak %5 ila %10 arasında değişen bir azalma olduğunu göstermektedir. Karşılaştırmalı grafikler, aynı amaçla kullanılan halojen kısa hüzmeli farlara kıyasla, LED DRL'lerin daha düşük güç tüketimi ve daha uzun ömürle daha yüksek ışık şiddetine ulaştığını göstermekte ve verimlilik argümanını vurgulamaktadır.

7. Analitik Çerçeve: Kod Dışı Bir Vaka Çalışması

Vaka: 2021 Öncesi Bir Filo için Yedek Parça Çözümlerinin Değerlendirilmesi.
Çerçeve: Filo operatörleri için temel parametrelere dayalı bir karar matrisi.
Parametreler: 1. Düzenleyici Uyumluluk: Çözüm CONTRAN teknik standartlarını karşılıyor mu? 2. Maliyet: Araç başına ilk satın alma ve kurulum maliyeti. 3. Enerji Etkisi: Tahmini yakıt tüketimi veya elektrik yükü artışı. 4. Beklenen Güvenlik Faydası: DRL tipi aydınlatma için çarpışma azaltma istatistiklerine dayanarak. 5. Dayanıklılık & Bakım: Ürün ömrü ve arıza oranları.
Uygulama: Bir operatör, her bir yedek parça seçeneğini (ör. temel LED şeritler, entegre sis farı/DRL komboları, yüksek kaliteli OEM tarzı kitler) ağırlıklı önem dereceleriyle bu parametrelere göre puanlar. Analiz, büyük filolar için, verimli LED DRL'lerin uzun vadeli yakıt tasarrufunun ve potansiyel sigorta avantajlarının, kısa hüzmeli farları çalıştırmaya devam etmeye kıyasla daha yüksek başlangıç maliyetlerini dengeleyebileceğini, böylece yedek parça takılması için ölçülebilir bir iş gerekçesi sağlayabileceğini ortaya koyacaktır.

8. Gelecekteki Uygulamalar ve Gelişim Yönleri

Gündüz görünürlüğünün geleceği entegrasyon ve akıllılıkta yatmaktadır. DRL'ler statik ışıklardan araç iletişiminin dinamik unsurlarına evrilmektedir. Gelecek yönelimleri şunları içerir:
1. Uyarlanabilir DRL'ler: Ortam ışık sensörleri kullanarak ortam ışığına göre yoğunluğu ayarlayan (ör. bulutlu günlerde daha parlak, alacakaranlıkta daha loş) sistemler, verimliliği ve kullanıcı konforunu iyileştirir.
2. İletişim DRL'leri: Araçtan-Her Şeye (V2X) sistemleriyle entegrasyon; Stanford Otomotiv Araştırma Merkezi gibi kurumlardaki araştırmalarda incelendiği gibi, DRL desenleri otonom araç niyetini (ör. yol verme, hızlanma) yayalara ve diğer sürücülere sinyal edebilir.
3. Birleşik Ön Aydınlatma Kümeleri: Tek bir, uyarlanabilir piksel dizisinin DRL, konum lambası, sinyal lambası ve kısa/uzun hüzmeli far olarak işlev gördüğü gelişmiş LED veya lazer tabanlı sistemler; karmaşıklığı azaltır ve yeni sinyalizasyon biçimlerini mümkün kılar.
4. Biyometrik ve Bağlam Farkındalıklı Sistemler: Sürücü yorgunluğunu veya dikkat dağınıklığını tespit eden ve yakındaki araçlara uyarı olarak ince DRL deseni değişiklikleri kullanan sistemler üzerine araştırmalar.

9. Referanslar

1. Brezilya Ulusal Trafik Konseyi (CONTRAN). 18 No'lu Karar, 1998.
2. Brezilya Ulusal Trafik Konseyi (CONTRAN). 227 No'lu Karar, 2007.
3. Brezilya Ulusal Trafik Konseyi (CONTRAN). 667 No'lu Karar, 2017.
4. Brezilya Trafik Kanunu (CTB), 40. Madde, revize 2016.
5. Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği İdaresi (NHTSA). "Gündüz Yanan Farlar (DRL) Nihai Rapor." DOT HS 811 091, 2008.
6. Michigan Üniversitesi Ulaştırma Araştırma Enstitüsü (UMTRI). "Amerika Birleşik Devletleri'nde Gündüz Yanan Farların Etkinliği." UMTRI-2009-34, 2009.
7. Isola, P., Zhu, J., Zhou, T., & Efros, A. A. (2017). "Koşullu Çekişmeli Ağlarla Görüntüden Görüntüye Çeviri." IEEE Bilgisayarlı Görü ve Örüntü Tanıma Konferansı (CVPR) Bildirileri. (Aydınlatma senaryolarını simüle etmeyle ilgili gelişmiş üretken modellere örnek olarak atıfta bulunulmuştur).
8. Otomotiv Mühendisleri Derneği (SAE). SAE J2089: Motorlu Araçlarda Kullanılan Gündüz Yanan Lambalar.