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卡塔尔多哈Losail MotoGP赛车道照明设计

发布于:2015-08-01 00:10:01 来自:电气工程/照明工程 [复制转发]
1 概述

Moto GP是1949年由FIM(国际摩托车联合会)统一规则后形成的以欧洲为中心的世界摩托车公路锦标赛,是世界上最重要的摩托车比赛,实际的赛事设置包括了125cc、250cc和Moto GP三个级别,其中的巅峰赛事便是Moto GP,参赛车辆全部统一为4冲程800cc以下。20世纪在70年代GRAND PRIX(大奖赛)可以说就是代表现在的F1与Moto GP的赛车活动,后来F1为了区分市场所以就改名为现在的F1一级方程式赛车,而GP赛变为GP125、GP250、Moto GP三个等级的赛事。

2008赛季Moto GP在五大洲进行18场比赛,赛季从3月9日的卡塔尔Losail赛道,到10月26日西班牙瓦伦西亚站比赛赛季结束,共包括18站赛事。整个MotoGP包括了44支车队,每站所需的围场是F1的三倍大,即七块标准足球场大小,而这还不包括停放运输工具、电视转播系统和贵宾区域的范围。赛事间隔期的运输,车队一共需要至少60辆相连的超级大卡车才能装满他们的赛车和设备。另外,他们还需要同样的38辆大卡车来运送轮胎和燃料等。

摩托车格兰匹治MotoGP锦标赛分为三部分:

(1)125cc-为年轻的参赛选手提供了进入摩托车锦标赛的机会。该级别适用最大排气量为125cc(单缸发动机)的引擎。参赛者的年龄上限为28,下限15岁;

(2)250cc-该级别适用最大排气量为250cc(双缸发动机)的引擎。参赛者的年龄下限为16岁;

(3)MotoGP锦标赛-对最优秀的摩托车选手进行终极考验。该级别适用最大排气量为800cc(四缸发动机)的引擎。参赛者的年龄下限为18岁。

Moto GP的车辆采用专为比赛而特制的赛车,追求速度并注重观赏性,重145kg以上,最大输出功率200马力以上,最高转速可达16000转/分。在高速赛道如意大利的穆杰罗赛道,最高时速超过320km/h,平均圈速也能达到250km/h,丝毫不亚于F1。行驶距离约120km的决赛路程仅用约40分钟便可跑完。无论是紧贴地面的转弯、滑动轮胎出弯时的立起,还是瞬间的加速力等,即使是单台车看点也很多。由于赛车车体比四轮赛车窄,参赛车辆多,超车机会比F1多得多。有时几乎每圈都发生名次改变。车手在最后一圈甚至最后一个弯角像田径选手一样发动冲刺改变格局的场面也时有发生。摩托GP比F1更为精彩刺激,有着很强的观赏性和广泛的群众基础,2003年全年赛事的全球收视达到51.05亿人次,全世界185个国家的2.39亿个家庭收看了该赛事。

2 卡塔尔Losail赛车道的情况

卡塔尔罗塞尔(Losail)赛道(见图1)位于卡塔尔首都多哈的市郊,赛道的造价超过5800万美元,动用超过1000名工人来建成,是为了使赛道可用于2004年十月首次在中东举行的Moto GP卡塔尔大奖赛,5.4公里长的赛道周围被人工草坪环绕,此举是为了防止沙子被风从附近的沙漠吹到赛道上,赛道的大直道长度超过了1公里,其它弯道主要是中高速的快速弯。比赛安排在当地时间晚上11点开始,相当于英国时间晚上8点开始比赛,便于欧洲的黄金时段进行转播,提高收视率。

罗塞尔国际赛道规格及比赛记录:

始建时间:2003年

地点:卡塔尔,多哈

赛道总长:5380米(3.4英里)

最长直线赛道:1068米

左转弯道:6个

右转弯道:10个

赛道宽度:12米

最快圈速记录:1:56.528

纪录保持者:Casey Stoner


3 Moto GP赛车道照明的特殊要求

赛车场专用照明系统不同于普通的其它体育比赛照明系统,会有很多的实际技术应用问题丞待解决。在设计世界上第一套赛车场照明系统时,仅1.5英里长的赛道照明系统中,就遇到了超过120个技术问题,每一个技术问题均需研究和评估以得到解决方案。典型的问题如下:

(1)汽车快速运动所产生的频闪;

(2)汽车本身所引发的眩光(你可能有足够的光线,但光线投射来自错误的角度和方向将降低可视效果);

(3)驾驶员反光镜产生的眩光;

(4)汽车遮阳板产生的眩光;

(5)橡胶跑道引起的反射;

(6)非橡胶跑道引起的反射。

在摩托车赛道照明系统项目中,设计者和安装者必须确保照明解决方案满足以下要求:

(1)确保驾驶者的安全;

(2)照度水平满足国际电视转播者的要求;

(3)观众的感觉舒适度。


4 多哈Losail赛车道照明设计

4.1 光源和灯具的选择

Losail赛车道照明设计系统是Mirtran赛车场专用系统结合Light-Structure Green灯光系统去照亮场道,可以节约50%的能源消耗。

Mirtran系统-专门为赛车比赛照明而设计,通过对光线的间接反射而投射到赛道表面,采用高光效的2000W大功率金属卤化物灯。所有的Mirtran工程项目都为客户量身打造,由专业工程师进行设计和操作,以满足安全性这一特殊的挑战,让参赛选手以每小时322公里高速疾驰,如图2所示。

Mirtran专利技术,使灯光的投射角度可以准确到以0.1度作为调校的单位。这种精确的灯光控制技术可以提供极好的均匀度和视觉效果并防止汽车通过从一个灯具到下一个灯具而产生的频闪效应,对运动员和摄像机而言避免了眩光,更有效地满足参赛车手、裁判、观众和电视转播人员对比赛的各种需要。

Mirtran技术,光源首先向赛道相反的方向投向反射片表面,然后经过重新配置和定位,把光线反射至赛道。每一个Mirtran单元都是独立调校定位的,适应不同的灯光需要和限制,满足每一条赛道不同特点的苛刻要求。图3反映出Mirtran光束投射的精确角度和高强功率。反射光形成一个狭窄光带不仅为参赛选手提供照明,而且可以使得观众和参赛车手的视线不受到阻碍并避免眩光的刺激。

Mirtran系统解决了观众和摄像机面临的栅栏效应。如果高杆立在赛道内侧将对观众和摄像机产生视线干扰,形成栅栏效应,而Mirtran系统安装高度仅为2~6m,解决了此难题。

Light-Structure Green系统主要用于赛场外侧照明。带有眩光控制器的光源能够为观众提供必要的照度以及整体照明需要,同时不会让参赛者受到眩光的影响。它是唯一一个从基础底座至杆顶,仅仅用了5个简易构件搭建的运动场地照明系统(见图4),方便安装,同样应用于房顶结构,用于照明赛道前段的垂直跑道。

光源功率:1500W;

光通量:134000lum;

色温:4200K;

显色指数:65;

工作电压:380V/50Hz;

功率因数:>0.90;

防护等级:IP65;

配光曲线:2000余种;

眩光控制:内外置式遮光板和光源做防眩光涂层相结合;

灯具重量:13.9kg;

寿命:5000h;

开启方式:采用独特的转臂结构前开启;

灯头附件:专利的万向节;

光源:专利的“Z”型光源;

镇流器镇流器和灯具分离安装;


灯杆采用了特殊的钢材和与众不同的热镀锌工艺,外表抗腐蚀能力强,不发黑,不生锈,大大节省维护费用;

灯杆为圆锥型插接式镀锌钢杆,最小镀锌层厚度85μm。

LSG系统除了具有普通场地照明系统的优点外,还有独特的技术特点:

(1)独特的“Z”光源设计

独特的“Z”光源设计,保证了发光管的水平发光位置,既保证了高效,也解决了双端金卤灯通常所具有的眩光问题。

(2)恒定的照度水平

照度水平及均匀度保持5000h恒定不变,如图5所示。

(3)精确的眩光和外溢光控制

独特的内外置眩光控制器既提高了光效又减少了光污染。


4.2 照明模型及照明要求的确定

图6所示为摩托车赛道的照明系统模型。左侧为采用Mirtran系统的照明系统,位于赛道内侧,右侧为LSG高杆照明系统,位于赛道外侧。很好地满足了赛车场照明系统的特殊要求。

为了满足电视转播的要求,经与电视转播机构协商,确定垂直照度为1200lx。实际达到的垂直照度为1230lx,平均值/最小值=1.15;最大值/最小值=1.33。

4.3 照明系统的确定

(1)摄像机位置的确定

赛车的每圈距离和高速运动决定了其电视转播的难度,为了保证电视转播的效果,摄像机的布置要求非常高。在Losail赛道的电视转播中,共设置了19个固定的摄像机机位,安装高度从地面直到5.2m的高度不等,具体摄像机位见图7。

(2)照明系统安装和测试效果

工程进度:工程从签订合同到3月9日正式比赛只需要175天完成(如图8所示)。

2007年9月2日签订合同;2007年9月25日爱荷华州方案测试;2007年11月12参赛者测试,前段直路和2个弯道;2008年2月28参赛者测试;2008年3月9日比赛开始。

使用的相关材料为:500km长电缆;3000t混凝土;需要113个海运集装箱和44个空运集装箱来运输高科技的照明设备。

图9所示为进行测试赛的场景,一位赛车手在测试完毕后评论说:“赛道上的灯光太完美了,完全没受阴影和反射的影响,简直就跟白天一样,当然在晚间比赛会更加刺激,我太高兴了。”

(3)照明系统平面布置及实际效果图

图10所示为照明实拍效果图。在该照明系统平面布置中,总共使用了约1000根照明灯杆,高度从2~6m的Mirtran照明系统,21.3m、24.4m、27.4m、30.5m、33.5m、36.5m高的LSG系统。

4.4 设计的难点

(1)考虑到Moto GP这一赛事的特殊性,灯光设计效果必须避免阴影和灯光反射的影响,让车手在300公里时速的情况下依然能清楚地看见警示旗和刹车标志。最具挑战性的照明设计是要在赛道多个180°急转弯处提供高质量的灯光,同时照明系统还要符合观众观赏和电视转播的要求。

(2)在有设备故障的情况下,确保比赛的顺利进行。为此系统采用了44台发电机组,互为后备系统,确保赛事无忧。

4.5 Losail赛车道照明系统参数

(1)世界纪录:世界上最大的永久性体育照明工程

罗塞尔(Losail)国际赛道:大约50万平方米的照明区域,相当于:70个标准足球场,或者35个板球场,或者1300个标准篮球场。

(2)灯光照明系统(见图11)

1)灯光:4.5亿流明(1200~1600lx)

2)光源:3600个(分别有250W,1500W和2000W的金卤灯,与同类产品相比,可以节约50%的能源);

3)灯杆:1000根,高度为2~30m不等(安装灯杆和布置电线需要在石头上钻洞和挖槽,长度约12600m,相当于法国艾菲尔铁塔高度的42倍);

4)电力系统:540万瓦,由44个13兆瓦发电机供电;

5)系统电力足够为约3000个标准房屋同时供电;

6)需要的电能足以点亮由多哈到莫斯科两地之间修建一条街道所需要的灯光。


5 结束语

“这对我们来说是一个挑战。听到车手们对我们付出的努力表示高度满意时的喜悦,简直难以用言语表达,”卡塔尔赛车和摩托车联盟主席说到:“我们非常高兴能够在 泛光灯下举办一次国际性的Moto GP赛事。以后在炎热的夏季举办晚间赛事将会很理想,也会为举办其它同类型的赛事活动提供了机会。

Losail赛道照明系统必将载入人类照明史册,其照明设计经验也将成为世界照明界的一笔宝贵财富。玛斯柯对环保、节能的照明技术的研究也将永不停止,在给更多的人类活动带来光明的同时减少对能源的消耗。
  • ymxl2011
    ymxl2011 沙发
    谢谢了,学习了
    2016-03-25 14:35:25

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这个家伙什么也没有留下。。。

照明工程

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