Motorlu taşıtlarda kullanılan ön far ışık kaynaklarının sis altında performanslarının incelenmesi
Investigation of the performance of headlight sources using in the motor vehicles under the fog conditions
Yazar: TAYLAN SEFER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL NAKİR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Aydınlatma sistemleri = Lighting systems ; Işık kaynakları = Light sources ; Motorlu taşıtlar = Motor vehicles

Özet:
Günümüzde nüfus ve motorlu taşıt sayılarının artışı gibi nedenlerle motorlu taşıtlar için yapılan yol uzunlukları da sürekli olarak artmakta ve gelişmektedir. Yapılan bu yollara aydınlatma sistemleri eklenerek aydınlatılmaya çalışılmaktadır. Yolların aydınlatılmasının amaçlarından belki de en önemlisi kaza oranlarının düşürülmesidir. İyi aydınlatılmış bir yol sürücüler için daha konforlu bir görüş sağlamaktadır. Ancak bugüne kadar yapılan tüm yolların toplam uzunluğu düşünüldüğünde yolların tamamının aydınlatılamadığı bir gerçektir. 
Yol aydınlatmaları birçok ulusal ya da uluslararası kuruluşların tavsiyeleri ile iyileştirilmekte ve geliştirilmektedir. Özellikle Uluslararası Aydınlatma Komisyonunun (CIE) bu konu hakkında çok önemli çalışma ve yayınları bulunmaktadır.
Taşıt yollarında meydana gelen kazaların diğer ulaştırma sistemlerinde meydana gelen kazalara oranla bir hayli fazla olduğu bilinmektedir. Karayolları Genel Müdürlüğü verilerine göre Türkiye'de 2017 yılı içerisinde toplam 1.202.716 kaza meydana geldiği, bu sebeple 7.427 kişinin hayatını kaybettiği ve 300.383 kişinin ise yaralandığı belirtilmektedir. Bu kazaların oluş sebeplerine bakıldığında ise birçok parametrenin olduğu görülmektedir.
Aydınlatma elemanlarının keşfedildiği zamandan günümüze kadar olan süreçte çok çeşitli ışık kaynakları kullanılarak yol aydınlatmaları yapılmıştır. Ancak aydınlatılmamış yollarda özellikle karanlıkta sürücüler önlerindeki yolu görebilmeleri için sadece taşıtlarında bulunan aydınlatmaları yani farları ile baş başa kalmaktadırlar. Gece vakitlerinde meydana gelen kazaların büyük bir kısmına aydınlatmanın yeterli olmadığı ve buna bağlı olarak yetersiz görüş problemlerinin sebep olduğu görülmektedir.
Son yüzyılda taşıtlarda çok çeşitli ışık kaynakları ve bu ışık kaynaklarını içeren farlar tasarlanmış ve taşıtlara entegre edilmiştir. Sürücüler için neredeyse vazgeçilmez hale gelen bu farlar gün geçtikçe daha teknolojik ve az enerji harcayan verimli hale getirilmişlerdir. Sürücülerin trafikte güvenli bir şekilde yol alabilmeleri için yolun uzak ve taşıtın yakın çevresinin iyi bir şekilde aydınlatılması ve diğer sürücülere bilgi verilmesi amacıyla sinyal ışıklarının kullanılması önem arz etmektedir. Ancak göz fizyolojisi ve insan faktörü bu konuda çok dikkate alınması gereken iki önemli husustur. Çünkü görme olayı dolayısıyla algılama kişiden kişiye farklılık göstermektedir. Bu hususta görebilirlik kavramı önem kazanmaktadır. Çünkü yeterli aydınlatma sağlansa bile çeşitli meteorolojik olaylar sebebiyle taşıt kullanıcıların görüş kaliteleri azalmaktadır. Bu meteorolojik olaylardan sisin etkisi ise diğer meteorolojik olaylara nazaran görüş kalitesini çok daha fazla azaltmaktadır.
Bu tez çalışmasında yol aydınlatmasının olmadığı karanlık ortamlarda sadece aydınlatma için taşıt farlarının kullanıldığı, görebilirlik esasına dayanan, bir deneysel çalışma yapılmıştır. Taşıt farları olarak Halojen, Xenon ve LED ışık kaynaklarını içeren çeşitli farların, karanlık ortamda ve sisli hava koşulunda, performansları incelenmiş olup her bir farın performansı ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Deneyler öncesinde yapılan ışık geçirgenliği ölçümlerinde xenon far geçirgenliğinin diğer far geçirgenliklerine göre az da olsa yüksek olduğu, halojen ve LED far geçirgenliklerinin ise neredeyse aynı olduğu görülmüştür. Katılımcılar üzerinde yapılan görülebilirlik deneyleri neticesinde, halojen farlar ile aydınlatmanın yapıldığı durumda katılımcılar hedefleri genel olarak daha kısa sürede algılamışlardır. Farklı renk sıcaklığı (CCT) ve farklı renksel geri verim indekslerine (CRI) sahip, geçirgenlikleri hemen hemen aynı olan farlar altında kıyaslama yapıldığında katılımcıların ortalama tepki sürelerinin far çeşitlerine göre en kısa halojen farda ikinci olarak xenon farda ve üçüncü olarak ise LED farda oluştuğu görülmüştür. Ayrıca kadın ve erkek katılımcılar cinsiyetlerine göre ayrı ayrı değerlendirildiğinde ise bu sıralamanın değişmediği, ancak kadın katılımcıların tepki sürelerinin erkek katılımcıların tepki sürelerine oranının 1,72 ile 3,65 kat arasında değiştiği yani kadın katılımcıların bariz bir şekilde erkek katılımcılara göre çok daha uzun sürede hedefleri algılayıp tepki verdikleri görülmüştür.

Abstract:
Today, the population and the number of motor vehicles are growing and the road lengths for motor vehicles are constantly increasing and developing. Lighting systems are added to these roads. Perhaps the most important result of the illumination of the roads is the decrease in accident rates. A well-lit road provides a more comfortable view for drivers. Considering the total length of all roads so far, it is also important that the proportion of illuminated roads is still not at the desired level.
Road lighting is being improved and developed with the advice of many national or international organizations. In particular, the International Commission on Illumination (CIE) has valuable studies and publications on this issue.
It is known that accidents on motorways are considerably higher than those on other transportation systems. According to the data of the General Directorate of Highways total of 1.202.716 accidents occurred in Turkey in 2017, therefore people died in 7427 and was wounded in 303.383. There are many parameters when looking at the causes of accidents.
Since the discovery of the lighting elements to the present day, road lighting has been made by using a wide variety of light sources. However, on unlit roads, especially in the dark, drivers are left alone with the lights, headlights, in their vehicles so that they can see the road ahead. Night time accidents are caused by inadequate lighting and consequently inadequate vision problems.
In the last century, a wide variety of light sources and headlights including these light sources have been designed and integrated into vehicles. Almost indispensable for drivers, these headlights are becoming more technological, less energy consuming and efficient. In order for the drivers to travel safely in traffic, the road must be well illuminated in the distant and near the vehicle. It is very important to use direction indicators to inform other drivers. However, eye physiology and human factor are two important issues to be taken into consideration. Because the perception of the event differs from person to person. In this respect, the concept of visibility becomes important. Because even if sufficient lighting is provided, visibility of vehicle users decreases due to various meteorological events. The effect of fog, which is one of these meteorological events, reduces the quality of vision much more than other meteorological events.
In this thesis, an experimental study based on visibility, using vehicle headlights only for illumination in dark environments, was conducted. The performance of various headlights including Halogen, Xenon and LED light sources as vehicle headlights in the dark and foggy weather conditions at the same horizontal illuminance were examined and the performance of each headlight was evaluated separately. In the permeability measurements made before the experiments showed that the Xenon headlight permeability was slightly higher than the other headlight permeability, Halogen and LED headlight permeability was almost the same. As a result of experiments conducted on the participants, in the case of lighting with Halogen headlights, the participants perceived the targets in a shorter period of time. Under different headlamps with different color temperature (CCT) and different color rendering indexes (CRI), the average response time of the participants was found to be at least in Halogen headlight, second in Xenon headlight and third LED headlight according to headlight types. Moreover, when the male and female participants were evaluated separately according to their gender, it was observed that this ranking did not change and the ratio of the response time of the female participants to the response times of the male participants ranged between 1.72 and 3,65 times, meaning that the female participants perceived the targets in a much longer period than male participants.