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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verminderung einer circadianen Dysrhythmie bei Flügen, insbesondere Langstreckenflügen.
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Es ist bekannt, dass Licht einen großen Einfluss auf Lebewesen ausübt und dies auch den Menschen betrifft, beispielsweise mit Blick auf den circadianen Rhythmus und damit auch den Schlaf-Wach-Rhythmus oder die Stimmung (s. z.B. Küller, R. 2002, The Influence of Light on Circarhythms in Humans, J Physiol Anthropol Appl Human Sci. 21: 87-91; Katsuura, T., Lee, S. A review of the studies on nonvisual lighting effects in the field of physiological anthropology. J Physiol Anthropol 38, 2 (2019), doi:10.1186/s40101-018-0190-x; Bedrosian T A and Nelson R J, 2017, Timing of light exposure affects mood and brain circuits, Transl Psychiatry 7(1): e1017, doi: 10.1038/tp.2016.262).
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Es ist daher auch bereits versucht worden, mit Hilfe von Licht oder Beleuchtungsszenarien beispielsweise die Stimmung von Menschen zu beeinflussen oder auf den circadianen Rhythmus einzuwirken (s. z.B.
US 2017/0189640 A1 ). So sind auch Beleuchtungssystem und -szenarien bekannt, die in Flugzeugen insbesondere bei Langstreckenflügen, bei denen mehrere Zeitzonen durchquert werden, eingesetzt werden, um den so genannten „Jetlag“ zu verhindern oder zu mildern, der mit unerwünschter Müdigkeit oder auch mit Schlaflosigkeit von Reisenden verbunden sein kann (s. z.B.
US 7896530 B2 ;
WO 2012/156654 A1 ;
Leder, A., 2016, Komfortgewinn für Passagiere auf Langstreckenflügen, Gabler Verlag, 1. Aufl., doi: 10.1007/978-3-658-14169-1;
Leder, A, Krajewkski, J., Schnieder S., 2013, Komfortgewinn für Passagiere auf Langstreckenflügen durch den Einsatz einer nach chronobiologisch angepasster LED-Kabinenbeleuchtung, Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013, DokumentID: 301159).
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Leder et al. 2013 beschreiben beispielsweise den Einsatz chronobiologisch angepasster LED-Kabinenbeleuchtung, wobei je nach Flugphase eine nach Intensität und Farbzusammensetzung sich ändernde Beleuchtung der Kabine vorgesehen ist (Leder, A, Krajewkski, J., Schnieder S., 2013, Komfortgewinn für Passagiere auf Langstreckenflügen durch den Einsatz einer nach chronobiologisch angepasster LED-Kabinenbeleuchtung, Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013, DokumentID: 301159).
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Mittel und Maßnahmen zur Verminderung einer circadianen Dysrhythmie bei Flügen, insbesondere Langstreckenflügen, bereit zu stellen.
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Zur Lösung der Aufgabe stellt die Erfindung bereit ein Verfahren zur Verminderung einer circadianen Dysrhythmie bei einer mit einem Flugzeug in einer Flugzeugkabine von einem in einer ersten Zeitzone befindlichen Startort zu einem in einer von der ersten Zeitzone abweichenden zweiten Zeitzone befindlichen Zielort fliegenden Person mittels einer Beleuchtungsanlage in der Flugzeugkabine, wobei die Beleuchtungsanlage dazu eingerichtet ist, computergesteuert eine sich zumindest in ihrer Lichtintensität und Lichtfarbe unterscheidende Beleuchtung in der Flugzeugkabine zu erzeugen, und wobei mittels der Beleuchtungsanlage während des Fluges computergesteuert ein Beleuchtungsszenario erzeugt wird, indem eine Mehrzahl von sich in Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer unterscheidenden Lichtszenenblöcken mit einem Lichtszenenblock-Beginn und einem Lichtszenenblock-Ende in zeitlicher Reihenfolge hintereinandergeschaltet wird, und wobei der Lichtszenenblock-Beginn oder das Lichtszenen-block-Ende zumindest eines der Lichtszenenblöcke sensorgesteuert ausgelöst wird.
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Unter dem Begriff „circadiane Dysrhythmie“ wird eine Abweichung des aktuellen endogenen circadianen Rhythmus einer Person von dem an einen gegebenen Ort angepassten circadianen Rhythmus der Person verstanden. Ein Beispiel für eine Störung des circadianen Rhythmus ist der so genannte „Jetlag“.
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Unter dem Begriff „Jetlag“ wird eine vorübergehende circadiane Dysrhythmie, insbesondere eine Störung des Schlaf-Wach-Rhythmus verstanden, die durch einen vergleichsweise schnellen Wechsel des Aufenthaltsortes einer Person von einer ersten Zeitzone zu einer anderen Zeitzone hervorgerufen wird, zum Beispiel bei einem Langstreckenflug über mehrere Zeitzonen hinweg, z.B. in Ost-West- oder West-Ost-Richtung. Als Ursache wird eine Asynchronität zwischen dem momentanen endogenen circadianen Rhythmus einer sich an einem Ort aufhaltenden Person und einem an diesen Ort angepassten circadianen Rhythmus der Person angenommen. Die den „Jetlag“ („Jet Lag Disorder“) charakterisierende Störung wird gemäß der internationalen Klassifikation von Schlafstörungen (International Classification of Sleep Disorders, ICSD) in die Kategorie „Circadiane Schlaf-Wach-Rhythmusstörung Jetlag“ eingruppiert (ICSD, 3. Aufl., 2014; s. z.B. Sateia MJ, 2014, International classification of sleep disorders-third edition: highlights and modifications. Chest 146: 1387).
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Der Begriff „circadianer Rhythmus“ bezieht sich auf einen endogenen Rhythmus biologischer Systeme mit einer Periodenlänge von ungefähr einem Tag, d.h. ungefähr 24 (20-28) Stunden. Die circadiane Uhr ist zwar genetisch implementiert, wird aber durch externe Zeitgebersignale, z.B. Lichtreize, regelmäßig phasenkorrigiert und kann somit an wechselnde Tag-Nacht-Verhältnisse, beispielsweise in einer anderen Zeitzone, angepasst werden. Der Anpassungsprozess benötigt jedoch eine gewisse Zeit, so dass es bei vergleichsweise schnellen Wechseln von Zeitzonen zu Störungen beispielsweise des Schlaf-Wach-Rhythmus und/oder des Wohlbefindens von Personen kommen kann. Die An- oder Abwesenheit von Licht, der Wechsel von Helligkeit und Dunkelheit oder auch die physikalischen Eigenschaften von Licht, z.B. hinsichtlich Lichtfarbe und -intensität, beeinflussen den circadianen Rhythmus. Ausdrucke wie „circadian wirksames Licht“ oder „chronobiologisch wirksames Licht“ beziehen sich daher auf Licht, das eine Wirkung auf den circadianen Rhythmus hat.
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Die Ausdrücke „Verminderung einer Störung des circadianen Rhythmus“ oder „Verminderung einer circadianen Dysrhythmie“ beziehen sich auf die Verringerung oder gar Verhinderung der Asynchronität zwischen dem momentanen endogenen circadianen Rhythmus einer sich an einem Ort aufhaltenden Person und einem an diesen Ort angepassten circadianen Rhythmus der Person. Die Ausdrücke schließen eine Linderung oder, insbesondere bei vergleichsweise geringfügiger Zeitverschiebung, Verhinderung der damit gegebenenfalls einhergehenden Symptome wie beispielsweise Schlafstörungen, Müdigkeit, Kopfschmerzen und dergleichen ein.
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Unter einer „Mehrzahl von sich in Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer unterscheidenden Lichtszenenblöcken“ werden hier mindestens zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr zeitliche Abschnitte (Phasen) eines Beleuchtungsszenarios verstanden, von denen sich mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht, in zumindest einem der Parameter Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer voneinander unterscheiden. Die Lichtszenenblöcke können sich auch in mehr als einem Parameter, beispielsweise hinsichtlich der Lichtintensität, Lichtfarbe und Dauer unterscheiden. Innerhalb eines Lichtszenenblocks kann sich die Beleuchtung beispielsweise auch in Lichtintensität und Lichtfarbe ändern, beispielsweise zum Ende des Szenenblocks hin zur Überleitung in den nächsten Lichtszenenblock oder am Beginn des Szenenblocks zur Überleitung aus dem vorhergehenden Lichtszenenblock.
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Der Begriff „Beleuchtungsszenario“ („Lichtszenario“) bezieht sich auf eine aus mehreren zeitlich aufeinander folgenden „Lichtszenenblöcken“ („Beleuchtungsszenenblöcken“) zusammengesetzte Beleuchtung während eines Fluges, z.B. Langstreckenfluges, vom Start bis zur Landung. Unter einem „Beleuchtungsszenenblock“ oder „Lichtszenenblock“ wird ein zeitlicher Abschnitt eines Beleuchtungsszenarios mit bestimmten Lichteigenschaften verstanden. Die Formulierung, wonach „in zeitlicher Abfolge während des Fluges ein vorgegebenes Beleuchtungsszenario erzeugt wird“, bedeutet, dass ein für einen bestimmten Flug bzw. Flugtyp als geeignet ermitteltes Beleuchtungsschema aus in bestimmter Reihenfolge aufeinanderfolgenden Lichtszenenblöcken mittels der Beleuchtungsanlage wiedergegeben wird. Ein bestimmtes Beleuchtungsszenario ist anhand chronobiologischer Erkenntnisse für einen jeweiligen Flugtyp aus Lichtszenenblöcken zusammengesetzt, die vorzugsweise in ihrer Anzahl und Reihenfolge grundsätzlich vorab festgelegt sind. Anzahl und/oder Reihenfolge der Lichtszenenblöcke können aber auch dynamisch anhand von Flugdaten und/oder Flugzeugdaten ermittelt oder modifiziert werden.
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Unter einem „Flugtyp“ wird hier ein Flug mit bestimmten Eigenschaften insbesondere hinsichtlich der Startzeit, der Flugdauer und der damit verbunden Zeitverschiebung verstanden. Ein Beispiel für einen bestimmten Flugtyp ist ein morgens in einer Zeit von 4-11 Uhr startender Flug von 7-12,5 h Dauer Richtung und einer Zeitverschiebung von >2,5 h.
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Der Begriff „Flugzeugkabine“ bezieht sich auf den Innenraum eines Flugzeugs, insbesondere den Innenraum, in dem die Sitze für die Flugpassagiere angeordnet sind.
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Der Begriff „Flugzeugdaten“ bezieht sich auf physikalische Daten, die ein Flugzeug betreffen, beispielsweise die örtliche Position (Breiten- und Längengrad, Flughöhe), Lage, Geschwindigkeit, Neigung und Bewegungsrichtung, oder auf technische Daten, die den Zustand von Teilen eines Flugzeuges betreffen, beispielsweise den Ausfahrzustand des Fahrwerks, den Öffnungszustand der Fahrwerksklappen oder den Betriebszustand des Triebwerks. Der Begriff schließt auch technische Daten ein, die beispielsweise Komponenten betreffen, die in der Kabine beweglich sind, z.B. den Aufenthaltsort von Flugzeug-Trolleys oder den Öffnungszustand von Überkopffächern für das Handgepäck. Flugzeugdaten können auch mittels Sensoren, z.B. Bewegungssensoren oder Lautstärkesensoren, ermittelbare Zustände (z.B. Unruhe, Mobilität, Müdigkeit) der Passagiere sein.
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Der Begriff „Flugdaten“ bezieht sich auf die Daten eines Fluges, beispielsweise Start- und Landezeit, Start- und Zielort (Destination, Landeort), Jahreszeit und Sonnenstand. Flugdaten können identisch mit Flugzeugdaten sein. Der Startort kann beispielsweise mit dem Standort eines Flugzeugs identisch sein.
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Der Ausdruck „Flug“ bezeichnet hier nicht nur den Flug selbst, d.h. das Stadium, in dem das Flugzeug sich in der Luft befindet, sondern auch die Phasen unmittelbar davor und danach, in denen das Flugzeug noch am Boden ist, d.h. das (De-/Boarding), die Bewegung des Flugzeuges zum Rollfeld etc.
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Unter dem Begriff „Lichtintensität“ wird hier die Beleuchtungsstärke (Lichtstromdichte) verstanden, d.h. den flächenbezogenen Lichtstrom (gemessen in Lux = Lumen pro Quadratmeter).
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Der Begriff „Lichtfarbe“ bezieht sich auf die Farbe einer selbstleuchtenden Lichtquelle. Eine bestimmte Lichtfarbe kommt durch die Mischung von sichtbarem Licht unterschiedlicher Wellenlängen zustande und kann entsprechend durch Ändern des Anteils von Licht bestimmter Wellenlänge angepasst werden.
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Unter einem „Farbverlauf“, „Lichtverlauf“ oder „Verlauf“ wird die Änderung der Lichtfarbe und/oder der Lichtintensität über die Zeit verstanden. Ein Farbverlauf dient beispielsweise dazu, einen möglichst gleichmäßigen Übergang von einem Lichtszenen-Block zum nächsten zu erreichen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Verminderung einer Störung des circadianen Rhythmus bei einer Person, die dadurch hervorgerufen würde, dass sich die Person in so kurzer Zeit von einem in einer ersten Zeitzone befindlichen Startort, an den der circadiane Rhythmus der Person angepasst ist, zu einem in einer von der ersten Zeitzone abweichenden zweiten Zeitzone befindlichen Zielort bewegt, dass sich der circadiane Rhythmus der Person während der Bewegung vom Startort zum Zielort nicht ausreichend an den Zielort anpassen kann. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Verminderung des Jetlags bei Langstreckenflügen über mehrere Zeitzonen hinweg. Die Erfindung nutzt dabei chronobiologisch wirksames Licht im Rahmen eines an die jeweiligen Bedingungen anpassbaren zeitlichen Beleuchtungsschemas für Flugzeugkabinen. Die Erfindung nutzt die bekannte chronobiologische Wirkung von Licht gezielt, um die circadiane Dysrhythmie, die beispielsweise durch Passieren mehrerer Zeitzonen in vergleichsweise kurzer Zeit (z.B. innerhalb von 12 h) hervorgerufen wird, zu vermindern und den circadianen Rhythmus einer reisenden Person möglichst weitgehend schon während der Reise an einen für den Zielort geeigneten circadianen Rhythmus anzupassen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein vorgegebenes Beleuchtungsszenario erzeugt, indem eine Mehrzahl von sich in Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer unterscheidenden Lichtszenenblöcken mit einem Lichtszenenblock-Beginn und einem Lichtszenen-block-Ende in zeitlicher Reihenfolge hintereinandergeschaltet wird. Dabei wird der Lichtszenenblock-Beginn oder das Lichtszenenblock-Ende zumindest eines der Lichtszenenblöcke des Beleuchtungsszenarios sensorgesteuert ausgelöst, d.h. der Beginn oder das Ende zumindest eines der Lichtszenenblöcke wird anhand von Flugzeugdaten, die mittels mindestens eines geeigneten Sensors während des Fluges gemessen werden, ausgelöst. Bei den Flugzeugdaten kann es sich beispielsweise um Positionsdaten wie zum Beispiel die Flughöhe und geographische Koordinaten (Längen- und Breitengrad), die Neigung des Flugzeugs, die Geschwindigkeit, die Umgebungstemperatur, die Umgebungshelligkeit, die Flugrichtung oder eine Kombination davon handeln. Es kann sich auch um mittels Sensoren messbare Daten zum Zustand von Komponenten des Flugzeuges handeln, beispielsweise zum Ein- oder Ausfahrzustand des Fahrwerks, zum Öffnungszustand der Fahrwerksklappen oder auch zum Öffnungszustand der Überkopffächer oder dem Aufenthaltsort von Flugzeug-Trolleys. Die Flugzeugdaten können direkt oder auch in, beispielsweise mittels eines Algorithmus, weiter verarbeiteter Form verwendet werden. Beispielsweise kann der Beginn eines Lichtszenenblocks bei Erreichen oder Verlassen einer bestimmten Flughöhe automatisch ausgelöst werden, wobei die Flughöhe mittels eines Sensors ermittelt wird. Ein anderes Beispiel ist die Auslösung des Beginns oder Endes eines Lichtszenenblocks, anhand von Sensoren, die das Ein- oder Ausfahren des Fahrwerks während des Starts oder der Landung oder die Neigung des Flugzeuges detektieren. Möglich ist auch, einen Lichtszenenblock durch automatische Messung von Zuständen innerhalb der Kabine zu starten. Beispielsweise könnte anhand von Sensoren (z.B. einem RFID-Sensorsystem) ermittelt werden, ob sich Flugzeug-Trolleys in der Galley oder andernorts in der Flugzeugkabine befinden, wodurch beispielsweise Lichtszenenblöcke, die für Mahlzeiten vorgesehen sind, ausgelöst oder beendet werden können.
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Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das erzeugte Beleuchtungsszenario aus mindestens acht, vorzugsweise mindestens neun, zehn, elf, zwölf, dreizehn, vierzehn, fünfzehn oder mindestens sechzehn zeitlich hintereinandergeschalteten Lichtszenenblöcken zusammengesetzt, wobei sich mindestens zwei der Lichtszenenblöcke, vorzugsweise mindestens drei, vier, fünf, sechs oder sieben Lichtszenenblöcke, oder bevorzugt eine Mehrzahl der ein bestimmtes Beleuchtungsszenario zusammensetzenden Lichtszenenblöcke in mindestens einem der Parameter Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer voneinander unterscheiden. Es können sich einzelne Lichtszenenblöcke wiederholen, beispielsweise während des Boardings und Deboardings oder während der Rollzeit des Flugzeugs auf dem Boden. Es können sich aber auch alle Lichtszenenblöcke in mindestens einem der Parameter Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer voneinander unterscheiden. Die Lichtszenenblöcke können sich in ein, zwei, drei oder allen der oben genannten Parameter unterscheiden.
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Die Lichtintensität wird bei tagsüber startenden Flügen vorzugsweise dem jeweiligen Tageslicht am Startort angepasst und kann beispielsweise auch von der mittels Sensoren gemessenen Tageslichtintensität gesteuert sein. Vorzugsweise entspricht die maximale Lichtintensität der von der Beleuchtungsanlage in der Kabine erzeugten Beleuchtung der Tageslichtintensität am Startort. Bei abends oder nachts startenden Flügen kann die Lichtintensität in der Kabine beispielsweise zunächst vermindert sein gegenüber der Lichtintensität am Tage, und kann beispielsweise auch geringer sein als die Lichtintensität in den zum Flugzeug führenden Fluggastbrücken oder die Lichtintensität in den Wartebereichen des Flughafengebäudes. Die Lichtintensität ist dabei so gewählt, dass sowohl Orientierungsprobleme aufgrund zu geringer Lichtintensität als auch Blendwirkungen aufgrund zu hoher Lichtintensität vermieden werden können. Die Lichtintensität wird dabei vorzugsweise nach chronobiologischen Kriterien gewählt und gegebenenfalls anhand der lokalen Verhältnisse angepasst. Die Lichtintensität kann sich innerhalb eines Beleuchtungsszenarios, aber auch innerhalb eines Lichtszenenblocks ändern, beispielsweise als Übergang zu einem folgenden Lichtszenenblock, als Übergang zu einer Phase innerhalb eines Lichtszenenblocks oder zur Signalisierung eines neuen Flugabschnitts, beispielsweise einer Ruhe-/Schlafphase oder einer Mahlzeit.
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Die Lichtfarbe wird vorzugsweise nach chronobiologischen Kriterien gewählt und an den gewünschten Zweck angepasst. Licht mit einem hohen Blauanteil hemmt beispielsweise den Melatoninaustoß, d.h. die Bildung des Hormons Melatonin, welches in der Zirbeldrüse, einem Teil des Zwischenhirns, aus Serotonin produziert wird und den Tag-Nacht-Rhythmus des menschlichen Körpers steuert. Licht mit einem hohen Blauanteil wirkt aktivierend und führt zu einer verbesserten Aufwachphase. Die Lichtfarbe kann darüber hinaus auch kundenspezifisch ausgestaltet bzw. variiert werden, ohne dass die chronobiologische Wirkung dadurch aufgehoben wird.
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Es ist bevorzugt, dass ein Beleuchtungsszenario keine abrupten Farb- und Intensitätsverläufe beinhaltet, um eine angenehme optische Wahrnehmung in Form eines sanften Übergangs, beispielsweise zwischen den Farben zu ermöglichen.
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Die Dauer der Lichtszenenblöcke innerhalb eines Beleuchtungsszenarios und die Dauer des Beleuchtungsszenarios selbst sind variabel und richten sich beispielsweise nach dem Flugtyp, der Flugdauer sowie den Flug- und Service-Abläufen der jeweiligen Airline.
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Es ist bevorzugt, wenn Beginn und Ende möglichst viele der Lichtszenenblöcke eines Beleuchtungsszenarios sensorgesteuert ausgelöst werden. Besonders bevorzugt werden daher mindestens zwei, drei, vier, fünf oder mehr der Lichtszenenblöcke eines Beleuchtungsszenarios sensorgesteuert ausgelöst. Bei einer gegebenen Anzahl von ein Beleuchtungsszenario zusammensetzenden Lichtszenenblöcken ist es beispielsweise bevorzugt, wenn eine Mehrzahl der Lichtszenenblöcke eines Beleuchtungsszenarios sensorgesteuert ausgelöst wird. Weiter besonders bevorzugt werden alle Lichtszenenblöcke eines Beleuchtungsszenarios sensorgesteuert oder zumindest automatisiert ausgelöst, mit der Maßgabe, dass mindestens ein Lichtszenenblock eines Beleuchtungsszenarios sensorgesteuert ausgelöst wird. „Automatisiert ausgelöst“ bedeutet hier, dass ein Lichtszenenblock nicht manuell, sondern computergesteuert automatisch ausgelöst wird, beispielsweise nach einem bestimmten Zeitablauf.
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Es ist jedoch auch möglich, dass einzelne Lichtszenenblöcke manuell, beispielsweise durch das Kabinenpersonal, gestartet, beendet, verkürzt oder verlängert werden. Ein Lichtszenenblock könnte beispielsweise automatisch sensorgesteuert beginnen, wenn mittels Sensormessung ermittelt ist, dass das Flugzeug in Bewegung ist, das Fahrwerk eingefahren ist und die Fahrwerksklappen geschlossen sind. Bei Erreichen einer vorgegebenen Flughöhe, beispielsweise 1500 ft (ca. 457 m), könnte erneut sensorgesteuert der nächste Lichtszenenblock beginnen. Während des weiteren Fluges könnte beispielweise auf ein Signal des Kabinenpersonals hin, oder auch anhand eines bestimmten vorgegebenen Zeitablaufs seit dem Beginn oder Ende eines vorhergehenden Lichtszenenblocks, ein weiterer Lichtszenenblock beginnen, der beispielsweise während der Versorgung der Passagiere an Bord mit Essen aktiv ist. In einem anderen Beispiel könnte der Beginn oder das Ende eines ansonsten automatisiert zu einem bestimmten Zeitpunkt startenden oder endenden Lichtszenenblocks auch durch Eingreifen des Bordpersonals verzögert oder beschleunigt werden, beispielsweise bei einem Notfall oder einer unplanmäßigen Verzögerung von Abläufen an Bord des Flugzeugs.
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Die Auswahl oder Erzeugung eines geeigneten Beleuchtungsszenarios erfolgt computergestützt mittels eines vorgegebenen Algorithmus, in den bestimmte Flugdaten als Input-Daten eingehen. Bei den Input-Daten handelt es sich mindestens um die Flugdaten Startzeit, Landezeit, Flugdauer, Flugrichtung und überflogene Zeitzonen (Zeitverschiebung zwischen Startort und Zielort). Die Flugdauer kann dabei auch aus der Differenz zwischen Start- und Landezeit automatisch ermittelt werden. Der Startort kann beispielsweise auch mittels Sensoren, z.B. GPS-Sensoren, automatisch ermittelt werden. Gleiches gilt auch für die Startzeit, die anhand beispielsweise von Geschwindigkeits- und/oder Höhensensoren oder des Fahrwerkzustandes automatisch ermittelt werden kann, und auch für die Flugrichtung. Anhand von Startort, Flugrichtung sowie Landezeit, Flugdauer oder Zielort kann auch die Zeitverschiebung automatisch ermittelt werden. Vorzugsweise genügt die manuelle Eingabe oder die automatische Ermittlung des vorgesehenen Zielortes, z.B. durch Auslesen eines externen Speichers, z.B. einer zentralen Datenbank, oder eines internen, d.h. im Flugzeug befindlichen, Speichers mit den relevanten Zielortdaten, um computergestützt automatisch ein geeignetes Beleuchtungsszenario zu ermitteln, d.h. aus einer Anzahl vorgegebener Beleuchtungsszenarios auszuwählen oder aus vorgegebenen Lichtszenenblöcken nach implementierten chronobiologischen Regeln zusammenzusetzen. Der Speicher kann beispielsweise Teil des Kabinenmanagement- und/oder In-Flight-Entertainment-Systems (CMS/IFE) sein. Die übrigen Input-Daten (z.B. der Startort) können entweder mittels Sensoren ermittelt oder errechnet werden, beispielsweise die Flugrichtung, Landezeit, Flugdauer und die überflogenen Zeitzonen anhand von Start- und Zielort.
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Anhand der Input-Daten wird automatisch ein geeignetes Beleuchtungsszenario erzeugt oder aus vorgegebenen Beleuchtungsszenarien ausgewählt. Ein bestimmtes Beleuchtungsszenario wird dabei auf Basis chronobiologischer Erkenntnisse unter Berücksichtigung der Flugdaten aus vorgegebenen Lichtszenenblöcken individuell zusammengestellt. Dabei können auch weitere Informationen, beispielsweise der Flugzeugtyp, Designvorgaben der Fluggesellschaft oder die Anzahl und Art oder Stimmung der beförderten Passagiere berücksichtigt werden. Beginn oder Ende mindestens eines der das Beleuchtungsszenario zusammensetzenden Lichtszenenblöcke, vorzugsweise von einer Mehrzahl der Lichtszenenblöcke, besonders bevorzugter aller Lichtszenenblöcke, wird dabei sensorgesteuert anhand von Flugzeugdaten ausgelöst.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch eine Beleuchtungsanlage einer Flugzeugkabine, die mindestens ein Leuchtmittel umfasst, das dazu eingerichtet ist, in zeitlicher Reihenfolge Licht unterschiedlicher Lichtintensität und Lichtfarbe abzugeben, und einen Computer, der programmtechnisch dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, und der mit mindestens einem Sensor verbunden ist, der Flugzeugdaten misst.
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Der Computer der Beleuchtungsanlage ist vorzugsweise programmtechnisch so eingerichtet, dass er mindestens anhand eines manuell eingegebenen oder aus einem Speicher ausgelesenen Zielortes, vorzugsweise anhand der Flugdaten zu Startzeit, Landezeit, Flugdauer, Flugrichtung und überflogenen Zeitzonen automatisch ein von der Beleuchtungsanlage wiederzugebendes Beleuchtungsszenario ermittelt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen rein zu Veranschaulichungszwecken näher erläutert.
- 1. Beispiel für ein Beleuchtungsszenario
- 2. Beispielhafte schematische Darstellung von zwei Lichtszenenblöcken.
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Beleuchtungsszenarien können beispielsweise aus einer Anzahl vorgegebener Lichtszenenblöcke zusammengestellt sein. Die folgende Tabelle 1 gibt ein Beispiel für mögliche Lichtszenenblöcke, die für die Zusammenstellung eines Beleuchtungsszenarios verwendet werden können.
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Tabelle 1. Liste von möglichen Lichtszenenblöcken zur Zusammenstellung eines Beleuchtungsszenarios. Die Lichtszenenblöcke sind hier nach den jeweiligen Ereignissen/Vorgängen vor und während eines Fluges bezeichnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ein-/Aussteigen (De-/Boarding), Tag
- 2
- Ein-/Aussteigen (De-/Boarding), Nacht
- 3
- TTL (Rollen („Taxi“), Start („Take-Off‟), Landung)
- 4
- Reiseflug („Cruise“), Tag
- 5
- Reiseflug („Cruise“), Nacht
- 6
- 1. Mahlzeit (Tag)
- 7
- 1. Mahlzeit (Nacht)
- 8
- Zwischenmahlzeit, Snack (Tag)
- 9
- Zwischenmahlzeit, Snack (Nacht)
- 10
- Aufwecken
- 11
- 2. Mahlzeit (Tag)
- 12
- 2. Mahlzeit (Nacht)
- 13
- Schlaf
- 14
- Kurzschlaf
- 15
- Kurzschlaf (Aufwecken)
- 16
- Aktivierung
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Aus den Lichtszenenblöcken können unterschiedliche Beleuchtungsszenarien zusammengestellt und an den jeweiligen Flug angepasst werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Beleuchtungsszenario aus den obigen 16 Lichtszenenblöcken anhand der Input-Daten Startzeit, Zeitverschiebung und Flugdauer zusammengestellt. Einem individuellen Flug wird anhand der Input-Daten computergesteuert ein bestimmter Flugtyp mit einem zugehörigen Code zugewiesen, dem ein bestimmtes Beleuchtungsszenario zugeordnet ist, das dann während des Fluges mittels der Kabinenbeleuchtung realisiert wird. Während des Fluges kann das gewählte Beleuchtungsszenario beispielsweise anhand von Sensordaten oder auch anhand von manuell eingegebenen Daten oder Anweisungen verändert und angepasst werden, beispielsweise was die Dauer der Lichtszenenblöcke anbelangt. Auch erst während des Fluges auftretende Ereignisse, die beispielweise die Flugdauer verlängern, z.B. das Umfliegen eines Gewitters, können durch entsprechende dynamische Anpassung des Beleuchtungsszenarios berücksichtigt werden.
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Im Folgenden ist beispielhaft die Zusammensetzung und Realisierung eines Beleuchtungsszenarios beschrieben. In die Zusammensetzung eines Beleuchtungsszenarios können aber auch andere oder zusätzlich weitere als die unten angegebenen Input-Faktoren einbezogen werden.
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Flüge werden beispielsweise zunächst anhand der Startzeit, der Flugdauer und der Zeitverschiebung vorgruppiert. Dabei wird Flügen, die innerhalb eines Zeitintervalls starten, ein bestimmter Startzeitcode zugewiesen, Flügen, deren Flugdauer innerhalb eines bestimmten Flugdauerintervalls liegen, wird ein Flugdauercode zugewiesen und Flügen, bei denen die Zeitverschiebung zwischen Start und Ziel in bestimmten Bereichen liegt, wird ein Zeitverschiebungscode zugewiesen. Aus der Kombination der obigen Codes wird ein Flugcode generiert, der einem bestimmten Beleuchtungsszenario entspricht. Ein bestimmtes Beleuchtungsszenario wird daher im Folgenden gegebenenfalls auch mit dem Flugcode bezeichnet.
Tabelle 2. Vorgruppierung von Flügen anhand der Startzeit.
| Startzeit | Tagesabschnitt | Startzeitcode |
| 04-11 | Morgens (Tag) | 1 |
| 11-17 | Mittags (Tag) | 2 |
| 17-20 | Abends (Tag) | 3 |
| 20-04 | Nachts | 4 |
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04-11 steht für 4 Uhr bis vor 11 Uhr, 11-17 für 11 Uhr bis vor 17 Uhr, 17-20 für 17 Uhr bis vor 20 Uhr, 20-04 für 20 Uhr bis vor 4 Uhr.
Tabelle 3. Vorgruppierung von Flügen anhand der Flugdauer
| Flugdauer (h) | Strecke | Flugdauercode |
| >0-2,5 | Kurze Strecke | A |
| >2,5-4,5 | Mittlere Strecke | B |
| >4,5-7 | Lange Strecke | C |
| >7-<12,5 | Interkontinental | D |
| > 12, 5-20 | Sehr lange Strecke | E |
Tabelle 4. Vorgruppierung von Flügen anhand der Zeitverschiebung.
| Zeitverschiebung (h) | Richtung | Zeitverschiebungscode |
| +/- 2,5 | Norden-Süden | NS |
| < -2,5 | Osten | O |
| > 2,5 | Westen | W |
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Die Zeitverschiebung bezieht sich dabei auf die Zeitverschiebung zwischen Start- und Zielort, bezogen auf die Zeit am Zielort.
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Die obigen Vorgruppierungen können selbstverständlich auch in geeigneter Weise anders vorgenommen oder noch verfeinert werden, beispielsweise mit weiteren Abstufungen.
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Ein Beleuchtungsszenario wird anhand der obigen Input-Daten (Startzeit, Flugdauer und Zeitverschiebung) ermittelt oder aus vorgegebenen Beleuchtungsszenarios ausgewählt, wie am folgenden Beispiel näher erläutert wird.
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Für einen Flug von New York (JFK = John F. Kennedy International Airport) nach London (LHR = London Heathrow), der um 22:00 Uhr (lokale Zeit - UTC 3.00) startet und um 10 Uhr (lokale Zeit - UTC 10.00) in London endet, ergibt sich folgendes:
| Flugnummer | Startort | Abflug | Zielort | Ankunft | Dauer | Flugcode |
| BA2272 | JFK | 22:00 | LHR | 10:00 | 7:00 | 4C-O |
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Der Flugcode setzt sich zusammen aus den Codes, die in den Tabellen 2-4 angegeben sind, nach dem Schema Startzeitcode-Flugdauercode-Zeitverschiebungscode. Für den Startzeitcode ergibt bei einer Abflugzeit von 22:00 Uhr eine „4“, für den Flugdauercode bei einer Flugdauer von 7 h ein „C“ und für den Zeitverschiebungscode ein „O“. Für den Flugcode ergibt sich somit „4C-O“. Dieser Flugcode ist hier dem folgenden vordefinierten Beleuchtungsszenario 1 zugeordnet (s. auch 1):
- Boarding (Nacht) - TTL - 1. Mahlzeit (Nacht) - Schlaf - Aufwecken - Snack (Tag) - Aktivierung - TTL -Deboarding (Tag)
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Das obige Beleuchtungsszenario 1 ist aus neun der in Tabelle 1 angegebenen Lichtszenenblöcke aufgebaut, die nacheinander während des Fluges ausgeführt werden.
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Nachdem der Computer des Kabinenmanagementsystems hochgefahren wurde, startet ein Computerprogramm mit einem Algorithmus, in dem das erfindungsgemäße Verfahren implementiert ist. Anhand der obigen Input-Daten, die vom Kabinenpersonal oder anderweitig in das Kabinenmanagementsystem eingegeben wurden, oder die vom Computer, z.B. anhand der Flugnummer aus einer zentralen Datenbank, ausgelesen wurden, ermittelt das Programm den Flugcode mit dem zugehörigen Beleuchtungsszenario 1. Das Programm steuert die Kabinenbeleuchtungsanlage, so dass während des Fluges nacheinander die Lichtszenenblöcke gemäß dem ermittelten Beleuchtungsszenario 1 abgespielt werden. Die Kabinenbeleuchtungsanlage ist so eingerichtet, dass in zeitlicher Reihenfolge mindestens Licht unterschiedlicher Lichtintensität und Lichtfarbe abgegeben werden kann, um die unterschiedlichen Lichtszenenblöcke zu realisieren. Der Ablauf ist dabei nicht unveränderbar, sondern beispielsweise anhand von mittels Sensoren gemessener Flugzeugdaten automatisch anpassbar, zum Beispiel hinsichtlich der jeweiligen Dauer der Lichtszenenblöcke innerhalb des Beleuchtungsszenarios 1. Auch manuelle Befehle des Bordpersonals können Einfluss auf den Ablauf nehmen, beispielsweise im Notfall oder wenn Vorgänge an Bord, beispielsweise Mahlzeiten, verkürzt oder verlängert werden sollen. Grundsätzlich aber läuft das Beleuchtungsszenario 1 nach dem vorher festgelegten Schema ab, wobei äußere Auslöser, z.B. Flugzeugdaten, zur Anpassung des Ablaufs herangezogen werden können, wie dies in 1 beispielhaft durch die beiden leeren Boxen rechts in der Zeichnung angedeutet ist.
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Das Beleuchtungsszenario 1 zu dem Flugcode „4C-O“ beginnt mit Lichtszenenblock 2 („Szene 2“, Boarding Nacht). Sobald sich das Flugzeug bewegt, startet Lichtszenenblock 3 („Szene 3“, TTL - taxi, take-off, landing). Diese Lichtszene läuft, bis das Flugzeug eine Höhe von 1500 ft (450 m) erreicht hat. Danach folgt hier eine Stunde lang Szene 7 (1. Mahlzeit, Nacht), welche in Szene 13 (Schlaf) übergeht. Die Dauer der Schlaf-Szene kann zum Beispiel berechnet werden aus der restlichen Flugdauer minus der Gesamtdauer der restlichen Szenen. Im Anschluss folgt eine 10-minütige Aufweck-Phase (Szene 10). Die darauffolgende Szene 12 (Snack, Tag) dauert hier 30 min. Auch für die anschließende Szene 16 (Aktivierung) ist eine Dauer von 30 min vorgesehen. Die Szene kann aber beispielsweise auch durch einen geeigneten Auslöser gestartet werden. Beispielsweise kann die Szene auch anhand von Bewegungssensoren oder Lautstärkesensoren gestartet werden, die eine erhöhte Unruhe bzw. Aktivität der Passagiere anzeigen. Szene 3 (TTL) kann ebenfalls durch einen Auslöser gestartet werden, beispielsweise anhand des Zustands des Fahrwerks, der Geschwindigkeit des Flugzeugs, der gemessenen Höhe oder anderer Flugzeugdaten. Die letzte Szene 1 (Deboarding Tag) beginnt, sobald das Flugzeug nicht mehr in Bewegung ist. Auch diese Szene kann beispielsweise automatisch anhand von Sensordaten zur Flugzeugbewegung ausgelöst werden.
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2 zeigt beispielhaft und schematisch den Aufbau zweier Lichtszenenblöcke, wobei ein Lichtblock (2A, Block 7, s. Tabelle 1) dazu vorgesehen ist, während der 1. Mahlzeit nachts, der zweite (2B, Block 16, s. Tabelle 1), während der bzw. zur Aktivierung der Passagiere abgespielt zu werden.
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Lichtszenenblock Nummer 7 (1. Mahlzeit, nachts), der in dem Beleuchtungsszenario 1 gemäß 1 den dritten Block bildet, startet mit warmweißem Licht mit 70% Intensität, die über einen Zeitraum von 120 Sek. auf 60% abschwächt wird. Danach bleibt die Intensität konstant, jedoch wechselt der Farbton zu einem hellen Orange und bleibt 60 min (3600 Sekunden) bestehen.
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Lichtszenenblock 16 (Aktivierung), im Beleuchtungsszenario 1 gemäß 1 in der Abfolge an Position 7, startet mit warmweißem Licht und einer Intensität von 70%. Die Intensität erreicht über einen Zeitraum von 30 min (1800 Sekunden) 100%. Parallel wird der Blauanteil im Licht erhöht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2017/0189640 A1 [0003]
- US 7896530 B2 [0003]
- WO 2012/156654 A1 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Bedrosian T A and Nelson R J, 2017, Timing of light exposure affects mood and brain circuits, Transl Psychiatry 7(1): e1017 [0002]
- Leder, A., 2016, Komfortgewinn für Passagiere auf Langstreckenflügen, Gabler Verlag, 1. Aufl., doi: 10.1007/978-3-658-14169-1 [0003]
- Leder, A, Krajewkski, J., Schnieder S., 2013, Komfortgewinn für Passagiere auf Langstreckenflügen durch den Einsatz einer nach chronobiologisch angepasster LED-Kabinenbeleuchtung, Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013, DokumentID: 301159 [0003]
- Sateia MJ, 2014, International classification of sleep disorders-third edition: highlights and modifications. Chest 146: 1387 [0008]
