Новые возможности САПР за счет применения решений в области имитации естественного освещения | Статья в сборнике международной научной конференции

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Величкин, В. А. Новые возможности САПР за счет применения решений в области имитации естественного освещения / В. А. Величкин, Р. С. Ульянов, И. А. Шиколенко. — Текст : непосредственный // Технические науки в России и за рубежом : материалы VI Междунар. науч. конф. (г. Москва, ноябрь 2016 г.). — Москва : Буки-Веди, 2016. — С. 74-78. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/228/11302/ (дата обращения: 11.12.2024).



В статье рассмотрены возможности расширения традиционных подходов к проектированию систем искусственного освещения с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) за счет применения некоторых разработок, относящихся к концепции имитации естественного освещения (квази-естественного освещения). В частности, в данной статье рассмотрены возможность автоматизированной оценки степени оценки способности управляемых источников искусственного света имитировать естественное освещение, а также возможность автоматизированной расстановки светильников в помещении на основании мобильного программно-аппаратного комплекса (ПАК) диагностики и управления системами искусственного освещения. В данной статье рассмотрены концептуальные предложения, планируемые в дальнейшем к реализации в рамках научной работы коллектива авторов статьи.

Ключевые слова:автоматизированная оценка, спектральная характеристика, СИД, квази-естетсвенное освещение, САПР, проектирование

Введение. Развитие технологий в области светотехники и систем управления привело к появлению качественно новых тенденций в области организации искусственного освещения. Благодаря активному внедрению светодиодных источников света с управляемым спектром излучения стало возможным перейти от акцентов на энергоэффективности освещения к акцентам его воздействия на организм человека. Так, например, в странах Европейского союза постепенно начинают внедрятся системы человеко-ориентированного освещения [1], суть которого сводится в создании максимально благоприятной световой среды соответствующей функциональной деятельности человека (например, периоды отдыха и активной трудовой деятельности). Данный вопрос является актуальным в настоящее время проводятся различные исследования, направленные на подтверждение или опровержение гипотезы о воздействии освещения на жизнедеятельность человека [2,3]. Учитывая важность естественного освещения, отсутствие или частичная денатурация которого могут существенно снижать производительность труда [4, с. 889–896] и мягкость европейских норм в области организации системы освещения, не требующих явного наличия естественного освещения [5], необходимость качественной имитации естественного излучения искусственным освещением становится очевидной, даже не смотря на то, что в нашей стране пока нет ярко выраженных посылок к исключению требований об обязательной необходимости естественного освещения в помещениях с постоянным пребыванием людей [6]. Тем не менее в настоящее время можно констатировать отсутствие широкого практического интереса к разработке подобных систем, и как следствие отсутствие на рынке популярных программных продуктов САПР обладающей функционалом оценки качества имитации естественного освещения искусственными источниками света [7]. В целях подготовки базисной платформы для применения и внедрения указанных систем, коллективом авторов статьи проводится соответствующий цикл исследований. В данной работе будут рассмотрены вопросы возможного расширения функционала САПР с учетом применения некоторых положений концепции об имитации естественного освещения.

Возможность оценки качества имитации естественного освещения впомещении без источников естественного света. Впредшествующих публикациях были рассмотрены вопросы, перспективы применения и оценка адекватности имитации естественного освещения системами имитации естественного освещения в помещениях [8]. На основании проведенных исследований были выявлены некоторые предварительные алгоритмы, позволяющие проводить оценку источников света на степень адекватности имитации освещения. Следующим рациональны шагом может стать применение полученных результатов оценки источников света, для автоматизированной оценки степени имитации естественного освещения источниками света, расположенными в помещении. В настоящее время широко применяются методы расчета освещенности и ее наглядной визуализации, которые можно получить с помощью различных программных комплексов и отобразить на планах помещений, например в виде изолиний, как показано на рисунке 1. С другой стороны если заменить показатели светового потока на коэффициент адекватности имитации естественного освещения осветительного прибора (далее ke), и провести расчет методами аналогичными расчету освещённости (например, точечным методом), то можно с помощью САПР получить изолинии с соответствующими параметрами kе для помещений. В качестве потенциальной платформы САПР возможно рассмотреть Nanocad благодаря наличию технологии MultiCAD.NETAPI [10], что должно обеспечить удобство разработки и переносимость программных библиотек на другие популярные САПР.

Рис. 1. План помещения с изолиниями освещенности

Рис. 2. План помещения с изолиниями ke

Возможность автоматизированной расстановки светильников. Другой возможностью расширения САПР могло бы стать применение решений, позволяющих организовать замкнутый цикл от этапа проектирования до подготовки эксплуатационной документации [11]. В рамках данного решения предполагается применения специальных диагностических комплексов [12], информация от которых могла бы поступать на центральный сервер и впоследствии служить источником данных для автоматизированной разработки или корректировки рабочей, или эксплуатационной документации. Предположительно это могло бы быть реализовано следующим образом: оператор выбирает помещение, вводит команду (рисунок 3 слева), после чего система на основании данных обследования предлагает вариант автоматизированной расстановки светильников в помещении (рисунок 3 справа) выполненный с применением алгоритмов нечеткой логики и сведений о состоянии спектральных характеристик освещения в помещении.

Рис. 3. План помещения до ввода команды по автоматической расстановке светильников (слева), после отработки команды (справа)

Заключение. Несмотря на то, что в силу сложившихся экономических условий в настоящее время разработка соответствующих САПР не носит ярко выраженного практического характера, учитывая текущие тенденции к применению управляемого освещения, с учетом развития на ближайшую перспективу целесообразно дальнейшее проведение исследований и технических разработок способных в будущем с одной стороны упростить процессы проектирования указанных систем. а с другой стороны привести к их более активному применению на рынке систем освещения.

Литература:

1. Human Centric Lighting: Going Beyond Energy Efficiency [Электронныйресурс] // lightingeurope.org Publications — 2013. URL: https://goo.gl/1Ln4Vj (дата обращения: 18.09.2016).

2. Исследование влияния цветовой температуры светодиодных источников света на работоспособность и психоэмоциональное состояние человека [Электронный ресурс] / Световые технологии // 2015 URL: http://ltcompany.com/media/uploads/2015/09/10/ bdjnhq.pdf (дата обращения: 30.10.2016).

3. Бокова Ольга Романовна, Гизингер Оксана Анатольевна Стратегии исследований в области безопасности освещения // Вестник ЮУрГУ. Серия: Энергетика. 2012. № 37 (296) С.26–29.

4. Научная библиотека КиберЛенинка: http://cyberleninka.ru/article/n/strategii-issledovaniy-v-oblasti-bezopasnosti-osvescheniya#ixzz4OaGshPYp

5. Справочная книга по светотехнике / под ред. Ю. Б. Айзенберга. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Знак, 2006. —950 с.

6. Отечественный и зарубежный опыт гигиенического нормирования факторов производственной среды: отчет о НИР / ФГБУ «ВНИИ охраны и экономики труда» Минтруда России. — Москва, 2013. — 48 с. 14–17

7. PN-EN 12464–1 Light and lighting — Lighting of work places — Part 1: Indoor work places. Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny, — 2012. — 55 с.

8. Ульянов Р. С. Актуальность разработки автоматизированной методики оценки соответствия излучения светодиодных источников света для применения в системах квазиестественного освещения [Текст] // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы III междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2015 г.). — СПб.: Свое издательство, 2015. — С. 46–49.

9. Завьялов В. А. Системы имитации естественного освещения в помещениях, перспективы их применения и оценка адекватности имитации. / В. А. Завьялов, Р. С. Ульянов, И. А. Шиколенко // Научное обозрение. — 2016. — № 11. — С. 8–11.

10. Creating custom entities in CAD with MultiCAD.NET API [Электронныйресурс] // NanoCAD API blog — 2014. URL: http://developer.nanocad.com/blog/2014/03/ 27/creating-custom-entities-in-cad-with-multicad-net-api/ (датаобращения: 28.10.2016).

11. Bekker Yu.L. Using Bim Technologies At Key Stages Of Life Cycles Of Natural Light Emulation Systems As A New Qualitative Approach To Organization Of Indoors Lighting / Yu.L. Bekker, R. S. Ulianov, V. A. Zavialov I. A. Shikolenko // International Journal of Applied Engineering Research (IJAER) 2015. — vol. 10 (No. 20) -pp. 40830–40833

12. Завьялов В. А. Перспективы применения автоматизированного комплекса управления и диагностики систем управляемого освещения. / В. А. Завьялов, Р. С. Ульянов, Р. О. Чернов, И. А. Шиколенко // Научное обозрение. — 2016. — № 1. — С. 37–41.

Основные термины (генерируются автоматически): естественное освещение, искусственное освещение, автоматизированная расстановка светильников, план помещения, помещение, автоматизированная оценка степени, САПР, система, эксплуатационная документация.

Похожие статьи

Перспективы применения комплексного подхода к процедуре проектирования систем освещения с учетом смежных стадий жизненного цикла

В статье рассмотрены вопросы, связанные с совершенствованием процедуры проектирования систем освещения с управляемыми параметрами излучения (СОУПИ), как с точи зрения оптимизации их размещения, так и с точки зрения оптимизации режимов работы. В качес...

Анализ перспектив применения систем регулируемого освещения и средств их автоматизированной разработки

В статье рассмотрены вопросы, связанные с актуальными перспективами массового применения светодиодных источников света с функциями регулирования светового потока и цветовой температуры излучения. Поскольку наличие функций управления спектром излучени...

Моделирование задачи формирования инфологических моделей при создании программных средств поддержки проектирования прикладных автоматизированных систем

Работа посвящена снижению трудоемкости проектирования прикладных автоматизированных систем (ПАС) с использованием программных инструментов для инфологического моделирования задач в рамках методологии автоматизации интеллектуального труда (МАИТ). Инфо...

Перспективы достижения заданных параметров освещения с помощью управляемых источников света, представленных на потребительском рынке РФ к началу 2024 года

В статье автор исследует возможность достижения параметров освещения в помещениях с различными условиями доступа к естественному освещению с помощью представленных на потребительском рынке осветительных приборов и источников света с возможностью упра...

Применение методов нечеткой логики в автоматизированных системах технологической подготовки производства

В статье рассматриваются главные направления применения методов нечеткой логики и нечеткого управления в экспертных модулях автоматизированных систем подготовки производства. Показаны примеры конкретных объектов в управлении и приведено описание обще...

Автоматизированное проектирование средств и систем управления

Статья представляет обзор современных подходов к автоматизированному проектированию средств и систем управления. Рассматриваются методы и инструменты, позволяющие значительно ускорить процесс разработки, повысить качество и надежность создаваемых сис...

Применение программного комплекса ANSYS в компьютерном моделировании

В статье представлены известные и современные программные комплексы для компьютерного моделирования конструкций, изделий и их составных частей. Программы основаны на методе конечных элементов, как метод численного моделирования и анализа. Показаны во...

Разработка процедур для формирования алгоритмических структур в инфологических моделях предметных задач

Основная цель данной работы состоит в снижении трудозатрат при разработке прикладных автоматизированных систем (ПАС) путем создания и внедрения программных инструментов, поддерживающих инфологическое моделирование предметных задач в рамках методологи...

Перспективы разработки программного обеспечения для визуализации результатов теоретико-множественного анализа сложных систем

В данной статье рассмотрена актуальность проведения теоретико-множественного анализа. Проведен анализ предметной области. Рассмотрены недостатки существующих программных решений. Создана функциональная модель реализации визуализации сложной системы.

Концептуальное моделирование задачи формирования алгоритмических структур инфологических моделей предметных задач

Увеличение сложности и объема информационных систем требует высокого качества проектирования и реализации для обеспечения их эффективности. Методология автоматизации интеллектуального труда (МАИТ) предлагает системный подход к этому процессу, начиная...

Похожие статьи

Перспективы применения комплексного подхода к процедуре проектирования систем освещения с учетом смежных стадий жизненного цикла

В статье рассмотрены вопросы, связанные с совершенствованием процедуры проектирования систем освещения с управляемыми параметрами излучения (СОУПИ), как с точи зрения оптимизации их размещения, так и с точки зрения оптимизации режимов работы. В качес...

Анализ перспектив применения систем регулируемого освещения и средств их автоматизированной разработки

В статье рассмотрены вопросы, связанные с актуальными перспективами массового применения светодиодных источников света с функциями регулирования светового потока и цветовой температуры излучения. Поскольку наличие функций управления спектром излучени...

Моделирование задачи формирования инфологических моделей при создании программных средств поддержки проектирования прикладных автоматизированных систем

Работа посвящена снижению трудоемкости проектирования прикладных автоматизированных систем (ПАС) с использованием программных инструментов для инфологического моделирования задач в рамках методологии автоматизации интеллектуального труда (МАИТ). Инфо...

Перспективы достижения заданных параметров освещения с помощью управляемых источников света, представленных на потребительском рынке РФ к началу 2024 года

В статье автор исследует возможность достижения параметров освещения в помещениях с различными условиями доступа к естественному освещению с помощью представленных на потребительском рынке осветительных приборов и источников света с возможностью упра...

Применение методов нечеткой логики в автоматизированных системах технологической подготовки производства

В статье рассматриваются главные направления применения методов нечеткой логики и нечеткого управления в экспертных модулях автоматизированных систем подготовки производства. Показаны примеры конкретных объектов в управлении и приведено описание обще...

Автоматизированное проектирование средств и систем управления

Статья представляет обзор современных подходов к автоматизированному проектированию средств и систем управления. Рассматриваются методы и инструменты, позволяющие значительно ускорить процесс разработки, повысить качество и надежность создаваемых сис...

Применение программного комплекса ANSYS в компьютерном моделировании

В статье представлены известные и современные программные комплексы для компьютерного моделирования конструкций, изделий и их составных частей. Программы основаны на методе конечных элементов, как метод численного моделирования и анализа. Показаны во...

Разработка процедур для формирования алгоритмических структур в инфологических моделях предметных задач

Основная цель данной работы состоит в снижении трудозатрат при разработке прикладных автоматизированных систем (ПАС) путем создания и внедрения программных инструментов, поддерживающих инфологическое моделирование предметных задач в рамках методологи...

Перспективы разработки программного обеспечения для визуализации результатов теоретико-множественного анализа сложных систем

В данной статье рассмотрена актуальность проведения теоретико-множественного анализа. Проведен анализ предметной области. Рассмотрены недостатки существующих программных решений. Создана функциональная модель реализации визуализации сложной системы.

Концептуальное моделирование задачи формирования алгоритмических структур инфологических моделей предметных задач

Увеличение сложности и объема информационных систем требует высокого качества проектирования и реализации для обеспечения их эффективности. Методология автоматизации интеллектуального труда (МАИТ) предлагает системный подход к этому процессу, начиная...