Содержание
Иллюстрации - 4
Таблицы и схемы - 4
Модель влияния искусственного освещения на психофизиологическое состояние для использования в адаптивных системах и управления освещением «Светотехника», 2025, №1

Журнал «Светотехника» №1 2025

Дата публикации 20/02/2025
Страница 82-89

PDF

Модель влияния искусственного освещения на психофизиологическое состояние для использования в адаптивных системах и управления освещением «Светотехника», 2025, №1
Авторы статьи:
Рослякова Светлана Витальевна, Климова Дарья Александровна, Гофман Ольга Олеговна, Басов Олег Олегович, Быстрянцева Наталья Владимировна

Рослякова Светлана Витальевна, кандидат техн. наук. Окончила в 2012 г. магистратуру НИУ «МЭИ» со специализацией «Теоретическая и прикладная светотехника». Ассистент и инженер Института дизайна и урбанистики Университета ИТМО

Климова Дарья Александровна, магистр. Окончила в 2023 г. магистратуру Университета ИТМО со специализацией «Световой дизайн»

Гофман Ольга Олеговна, кандидат психол. наук. Окончила в 2007 г. факультет психологии СПбГУ. Доцент кафедры психологического обеспечения профессиональной деятельности факультета психологии СПбГУ, старший научный сотрудник Национального центра когнитивных разработок Университета ИТМО

Басов Олег Олегович, доктор техн. наук (2016 г., Академия ФСО России) и кандидат психол. наук. Руководитель центра искусственного интеллекта АО «АСТ»

Быстрянцева Наталья Владимировна, кандидат архитектуры. Окончила в 2004 г. СГТУ им. Ю.А. Гагарина и в 2015 г. МАРХИ (ГА). Доцент и руководитель Международной лаборатории городского освещения Университета ИТМО

Аннотация
Использование адаптивных систем освещения, которые ориентированы на психофизиологическое состояние человека, позволяет улучшать здоровье сотрудников вместе со снижением энергопотребления. Несмотря на накопленный объём знаний о невизуальном воздействии освещения на людей, для практического применения не было создано никаких моделей или алгоритмов управления, которые бы использовали информацию о влиянии освещения на состояние человека. Для решения этой проблемы была разработана предварительная модель, использующая как объективные, так и субъективные показатели для определения индивидуальных психофизиологических состояний. Была создана методология внедрения этой модели в офисные помещения со стандартным 8‑часовым рабочим днём. Модель протестирована в офисе с 8 рабочими местами. На первом этапе тестирования задействовались как контрольная, так и экспериментальная группы, а на втором участвовала одна группа участников. При этом коррелированная цветовая температура варьировалась от 2700 до 6100 К, а горизонтальная освещённость – от 275 до 1060 лк. С использованием данных о психофизиологическом состоянии были разработаны алгоритмы управления искусственным освещением. После двух этапов полномасштабного моделирования модель была модифицирована для дальнейшего внедрения в практику.
Список использованной литературы
1. Ziane, M. I., Ghalem, G. K., Djelloul, B., Khelil, H. Conception of a Lighting Control and Management System with Graphical User Interface // Eng. Proc. – 2023. – May. URL: https://doi.org/10.3390/xxxxx.
2. Pihlajaniemi, H., Luusua, A., Juntunen, E. Drivers’ Experiences and Informed Opinions of Presence Sensitive Lighting Point towards the Feasibility of Introducing Adaptive Lighting in Roadway Contexts // Smart Cities. – 2023. – Vol. 6, Is. 4. – P. 1879–1900.
3. Ding, X., Yu, J., Si, Y. Office light control moving toward automation and humanization: a literature review // Intelligent Buildings International. – 2018. – Vol. 12, Is. 4. – P. 225–226.
4. Despenic, M., Chraibi, S., Lashina, T., Rosemann, A.L.P. Lighting Preference Profiles of Users in an Open Office Environment // Building and Environment. – 2017. – Vol. 116. – P. 89–107.
5. Pierson, C., Aarts, M. P. J., Andersen, M. Validation of Spectral Simulation Tools in the Context of ipRGC – Influenced Light Responses of Building Occupants // Journal of Building Performance Simulation. – 2023. – Vol. 16 (2). – P. 179–197.
6. Nikiforova, O., Zabiniako, V., Garkalns, P., Korņijenko, J., Nikulsins, V., Romanovs, A. Monitoring and Calibrating the Efficiency of the Remote and Hybrid Remote Work // WSEAS TRANSACTIONS ON SYSTEMS. – 2023. – Vol. 22. – P. 463–474.
7. Tegtmeier, P., Weber, C., Sommer, S., Tisch, A., Wischniewski, S. Criteria and Guidelines for Human-Centered Work Design in a Digitally Transformed World of Work: Findings from a Formal Consensus Process // International Journal of Environmental Research and Public Health. – 2022. – Vol. 19 (23).
8. Kallis, G., Kalush, M., O. ‘Flynn, H., Rossiter, J., Ashford, N. «Friday off»: Reducing Working Hours in Europe // Sustainability. – 2013. – Vol. 5 (4). – P. 1545–1567.
9. Macinnes, J. Work – Life Balance and the Demand for Reduction in Working Hours: Evidence from the British Social Attitudes Survey – 2002 // British Journal of Industrial Relations. – 2005. – Vol. 43 (2). – P. 273–295.
10. Roslyakova, S., Laushkina, А., Bragina, T., Zemlyanova, E., Basov, O. The Influence of Lighting System Photometric Characteristics on Mental State of Users. The Case Study of Keyboard Handwriting / In 31st International Conference on Computer Graphics and Vision. – 2021.
11. Bragina, T., Roslyakova, S., Zemlyanova, E., Laushkina, A., Gofman, O., Klimova, D., Filippov, I., Brusnitsyn, A., Basov, O. Impact of Personalized Lighting on the Psychophysical State of a Human / In 2021 Joint Conference – 11th International Conference on Energy Efficiency in Domestic Appliances and Lighting & 17th International Symposium on the Science and Technology of Lighting (EEDAL/LS:17). –2022. – P. 1–6.
12. Cajochen, C., Freyburger, M., Basishvili, T., Garbazza, C., Rudzik, F., Renz, C., Kobayashi, K., Shirakawa, Y., Stefani, O., Weibel, J. Effect of Daylight LED on Visual Comfort, Melatonin, Mood, Waking Performance and Sleep // Lighting Research & Technology. – 2019. – Vol. 51 (7). – P. 1044–1062.
13. Hansen, E.K., Pajusto, M., Xylakis, E. Flow of Light: Balancing Directionality and CCT in the Office Environment // LEUKOS. – 2022. – Vol. 18 (1). – P. 30–51.
14. Hye Oh, J., Ji Yang, S., Rag Do, Y. Healthy, Natural, Efficient and Tunable Lighting: Four-Package White LEDs for Optimizing the Circadian Effect, Color Quality and Vision Performance // Light: Science & Applications. – 2014. – Vol. 3 (2).
15. Cupkova, D., Kajati, E., Mocnej, J., Papcun, P., Koziorek, J., Zolotova, I. Intelligent Human-Centric Lighting for Mental Wellbeing Improvement // International Journal of Distributed Sensor Networks. – 2019. – Vol. 15 (9). – 1550147719875878.
16. Kim, T., Kim, Y., Jeon, H., Choi, C.-S., Suk, H.-J. Emotional Response to In-Car Dynamic Lighting // International Journal of Automotive Technology. – 2021. – Vol. 22 (4). – P. 1035–1043.
17. Burek, K., Rabstein, S., Kantermann, T., Vetter, C., Rotter, M., Wang-Sattler, R., Lehnert, M., Pallapies, D., Jöckel, K.-H., Brüning, T., Behrens, T. Night Work, Chronotype and Cortisol at Awakening in Female Hospital Employees // Scientific Reports. – 2022. – Vol. 12 (1). – P. 6525.
18. Dell’Osso, L., Massoni, L., Battaglini, S., Cremone, I. M., Carmassi, C., Carpita, B. Biological Correlates of Altered Circadian Rhythms, Autonomic Functions and Sleep Problems in Autism Spectrum Disorder // Annals of General Psychiatry. – 2022. – Vol. 21 (1). – P. 13.
19. Okechukwu, C.E. The Neurophysiologic Basis of the Human Sleep – Wake Cycle and the Physiopathology of the Circadian Clock: A Narrative Review // The Egyptian Journal of Neurology, Psychiatry and Neurosurgery. – 2022. – Vol. 58 (1). – P. 34.
20. Roslyakova S.V., Kolgushkina S.V., Prokopenko V.T. Electroencephalographic Study of Human Brain: Chromatic Light Impact on Biological Rhythms / In 2020 Fifth Junior Conference on Lighting (Lighting). – 2020. – P. 1–4.
21. Колгушкина С.В., Прокопенко В.Т., Рослякова С.В. Оценка яркости фонового свечения ночного неба на примере г. Санкт-Петербурга // Светотехника. – 2017. – № 4. – С. 68–70.
22. Economidou, M., Todeschi, V., Bertoldi, P., D’Agostino, D., Zangheri, P., Castellazzi, L. Review of 50 years of EU Energy Efficiency Policies for Buildings // Energy and Buildings. – 2020. – Vol. . 225. – 110322.
23. Tavares, P., Ingi, D., Araújo, L., Pinho, P., Bhusal, P. Reviewing the Role of Outdoor Lighting in Achieving Sustainable Development Goals // Sustainability. – 2021. – Vol. 13. –12657.
24. Pellegrino, A., Lo Verso, V. R. M., Blaso, L., Acquaviva, A., Patti, E., Osello, A. Lighting Control and Monitoring for Energy Efficiency: A Case Study Focused on the Interoperability of Building Management Systems. – 2015. – Vol. 52.
25. Wei, Y., Li S. Research on indoor light environment optimization of nursing home community based on artificial neural network // Intelligent Buildings International. – 2023.
26. Figueiro, M., Nagare, R., Price, L. Non-Visual Effects of Light: How to Use Light to Promote Circadian Entrainment and Elicit Alertness. // Lighting Research & Technology. – 2018. – Vol. 50 (1). – P. 38–62.
27. Boyce, P. Editorial: Exploring Human-Centric Lighting // Lighting Research & Technology. – 2016. – Vol. 48. – P. 101–101.
28. Brainard, G.C., Hanifin, J.P. Photons, Clocks, and Consciousness // Journal of Biological Rhythms. – 2005. – Vol. 20 (4). – P. 314–325.
29. Berson, D.M., Dunn, F.A., Takao, M. Phototransduction by Retinal Ganglion Cells That Set the Circadian Clock // Science. – 2002. – Vol. 295 (5557). – P. 1070–1073.
30. Siemiginowska, P., Iskra-Golec, I. Blue Light Effect on EEG Activity – The Role of Exposure Timing and Chronotype // Lighting Research & Technology. – 2020. – Vol. 52. –147715351987696.
31. Keyvanfar, A., Shafaghat, A., Zaimi, M., Abd M., Muhd. Z., Lamit, H., Kherun, N., Ali, K. Correlation Study on User Satisfaction from Adaptive Behavior and Energy Consumption in Office Buildings // Jurnal Teknologi. – 2014. – Vol. 707. – P. 87–97.
32. Borisuit, A., Linhart, F., Scartezzini, J.- L., Münch, M. Effects of Realistic Office Daylighting and Electric Lighting Conditions on Visual Comfort, Alertness and Mood // Lighting Research & Technology. – 2015. – Vol. 47 (2). – P. 192–209.
33. Luo, W., Kramer, R., Kompier, M., Smolders, K., de Kort, Y., van Marken Lichtenbelt, W. Effects of Correlated Color Temperature of Light on Thermal Comfort, Thermophysiology and Cognitive Performance // Building and Environment. – 2023. – Vol. 231. – 109944.
34. Rot, A.H., Miloserdov, K., Buijze, A.L.F., Meesters, V., Gordijn, M.C.M. Premenstrual Mood and Empathy after a Single Light Therapy Session // Psychiatry Research. – 2017. – Vol. 256. – P. 212–218.
35. Suardiaz-Muro, M., Ortega-Moreno, M., Morante-Ruiz, M., Monroy, M., Ruiz, M.A., Martín-Plasencia, P., Vela-Bueno, A. Sleep Quality and Sleep Deprivation: Relationship with Academic Performance in University Students during Examination Period // Sleep and Biological Rhythms. – 2023. – Vol. 21 (3). – P. 377–383.
36. Porokhnya, S.V., Tlyavsina, A.M.. Research of the Biological Effectiveness of Artificial Lighting / In 2011 3rd International Youth Conference on Energetics (IYCE). – 2011. – P. 1–5.
37. Eremenko, I.I., Oliunina, I.S. The Optimal Time Typing to Identifying Users at the Keyboard Handwriting // In 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA). – 2019. – P. 515–517.
38. Носов М.В. Автоматизация распределения производственно-технологических функций между операторами автоматизированных рабочих мест с учётом их психофизиологического состояния / Автореф. дис. …к-та техн. наук. – Орёл, 2014. – 18 с..
39. Skandali, C., Papatzelakis, N., Doulos, L. The Role of Adaptive Lighting in Street Lighting Applications // In 11th International Conference on Energy Efficiency in Domestic Appliances and Lighting & 17th International Symposium on the Science and Technology of Lighting. – 2022.
40. Gagliardi, G., Lupia, M., Cario, G., Tedesco, F., Cicchello Gaccio, F., Lo Scudo, F., Casavola, A. Advanced Adaptive Street Lighting Systems for Smart Cities // Smart Cities. – 2020. – Vol. 3 (4). – P. 1495–1512.
41. Hansen, E.K., Bjørner, T., Xylakis, E., Pajuste, M. An Experiment of Double Dynamic Lighting in an Office Responding to Sky and Daylight: Perceived Effects on Comfort, Atmosphere and Work Engagement // Indoor and Built Environment. – 2022. – Vol. 31 (2). – P. 355–374.
42. Schledermann, K., Pihlajaniemi, H., Sen, S., Hansen, E. Dynamic Lighting in Classrooms: A New Interactive Tool for Teaching. – 2019. – P. 374–384. URL: https://doi.org/10.1007/978–3–030–06134–0_41 (дата обращения: 20.10.2024).
43. Almalki, M. J., Fitzgerald, G., Clark, M. Quality of Work Life among Primary Health Care Nurses in the Jazan Region, Saudi Arabia: A Cross-Sectional Study // Human Resources for Health. – 2012. – Vol. 10 (1).
44. Islam, M.Z., Siengthai, S. Quality of Work Life and Organizational Performance: Empirical Evidence from Dhaka Export Processing Zone / In ILO Conference on Regulating for Decent Work. – 2009. – P. 1–19.
45. Song, W., Durmus, A. A review of spatial brightness metrics / In CIE Australia Lighting Research Conference. – 2023.
46. Bishop, D., Chase, J. A Luminance-Based Lighting Design Method: A Framework
Ключевые слова
Рекомендуемые статьи