WO2021228742A1 - Verfahren und vorrichtung zur verminderung einer circadianen dysrhythmie bei flügen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur verminderung einer circadianen dysrhythmie bei flügen Download PDF

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WO2021228742A1
WO2021228742A1 PCT/EP2021/062274 EP2021062274W WO2021228742A1 WO 2021228742 A1 WO2021228742 A1 WO 2021228742A1 EP 2021062274 W EP2021062274 W EP 2021062274W WO 2021228742 A1 WO2021228742 A1 WO 2021228742A1
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light
flight
lighting
light scene
color
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PCT/EP2021/062274
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Achim Leder
Yagiz Yürüker
Original Assignee
jetlite GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for reducing a circadian dysrhythmia in flights, in particular long-haul flights.
  • Lighting systems and scenarios are also known that are used in aircraft, especially on long-haul flights that cross several time zones, in order to prevent or mitigate so-called “jet lag”, which can lead to unwanted fatigue or insomnia in travelers can be bound (see e.g.
  • the object of the present invention is to provide improved means and measures for reducing a circadian dysrhythmia in flights, in particular long-haul flights, compared to the prior art.
  • the invention provides a method for reducing a circadian dysrhythmia in a person flying an aircraft in an aircraft cabin from a starting point located in a first time zone to a destination located in a second time zone different from the first time zone a lighting system in the aircraft cabin, the lighting system being set up computer-controlled to generate lighting in the aircraft cabin that differs at least in terms of its light intensity and light color, and where the lighting system is computer-controlled to generate a lighting scenario during the flight by a plurality of Light intensity, light color, color gradient or duration of different light scene blocks with a light scene block beginning and a light scene block end is switched one behind the other in a chronological order, and wherein the light scene block start or the light scene At the end of the block, at least one of the light scene blocks is triggered under sensor control.
  • circadian dysrhythmia is understood to mean a deviation of the current endogenous circadian rhythm of a person from the person's circadian rhythm adapted to a given location.
  • a disruption of the circadian rhythm is so-called “jet lag”.
  • rhythm is understood to mean a temporary circadian dysrhythmia, in particular a disturbance of the sleep-wake rhythm, which is caused by a comparatively fast change of a person's whereabouts from a first time zone to another time zone, for example in one Long-haul flight across several time zones, e.g. in an east-west or west-east direction.
  • the cause is an asynchrony between the momentary endogenous circadian rhythm of a person staying in one place and a circadian rhythm of the person adapted to this place accepted.
  • jet lag disorder The disorder that characterizes “jet lag” (“jet lag disorder”) is grouped into the category “circadian sleep-wake rhythm disorder jet lag” according to the international classification of sleep disorders (ICSD, 3rd ed ., 2014; see, for example, Sateia MJ, 2014, International Classification of sleep disorders-third edition: highlights and modifications. Chest 146: 1387).
  • the term "circadian rhythm” refers to an endogenous rhythm of biological systems with a period length of approximately one day, i.e. approximately 24 (20-28) hours.
  • the circadian clock is genetically implemented, but is regularly phase-corrected by external timer signals, e.g. light stimuli, and can thus be adapted to changing day-night conditions, for example in a different time zone.
  • the adaptation process requires a certain amount of time, so that comparatively quick changes of time zones can lead to disturbances, for example of the sleep-wake rhythm and / or the well-being of people.
  • Expressions such as “circadian effective light” or “chronobiologically effective light” therefore refer to light that has an effect on the circadian rhythm.
  • rhythm or “reduction of a circadian dysrhythmia” refer to the reduction or even prevention of the asynchrony between the current endogenous circadian rhythm of a person staying in a place and a circadian rhythm adapted to this place Person.
  • the terms include alleviation or, in particular in the case of a comparatively slight time difference, prevention of the symptoms possibly associated therewith, such as sleep disorders, fatigue, headaches and the like.
  • a “plurality of light scene blocks differing in light intensity, light color, color progression or duration” are understood here to mean at least two, three, four, five, six, seven, eight or more temporal segments (phases) of a lighting scenario, of which at least two, preferably at least three, four, five, six, seven or eight, in at least one of the parameters light intensity, light color, color gradient or duration differ from each other.
  • the light scene blocks can also differ in more than one parameter, for example with regard to light intensity, light color and duration.
  • the lighting can also change, for example, in light intensity and light color, for example at the end of the scene block to transition to the next light scene block or at the beginning of the scene block to transition from the previous light scene block.
  • light scenario refers to lighting made up of several consecutive "lighting scene blocks" during a flight, e.g. long-haul flight, from take-off to landing.
  • a “lighting scene block” or “lighting scene block” is understood to be a time segment of a lighting scenario with certain light properties.
  • the wording, according to which “a given lighting scenario is generated in chronological order during the flight” means that a lighting scheme determined to be suitable for a certain flight or type of flight is reproduced from light scene blocks that follow one another in a certain order by means of the lighting system.
  • a specific lighting scenario is composed of light scene blocks based on chronological findings for a respective type of flight, the number and sequence of which are preferably determined in advance. The number and / or sequence of the light scene blocks can also be determined or modified dynamically on the basis of flight data and / or aircraft data.
  • a “type of flight” is understood here to mean a flight with certain properties, in particular with regard to the start time, the flight duration and the associated time shift.
  • An example of a certain type of flight is a morning between 4-11 a.m., a flight lasting 7-12.5 hours, direction and a time difference of> 2.5 hours.
  • aircraft cabin refers to the interior of an aircraft, in particular the interior in which the seats for the flight passengers are arranged.
  • aircraft data refers to physical data relating to an aircraft, for example the local position (latitude and longitude, flight altitude), location, Speed, inclination and direction of movement, or technical data that relate to the status of parts of an aircraft, for example the extended state of the landing gear, the open state of the landing gear flaps or the operating state of the engine.
  • the term also includes technical data relating, for example, to components that are movable in the cabin, for example the location of airplane trolleys or the opening status of overhead compartments for hand luggage.
  • Aircraft data can also be states of the passengers (such as restlessness, mobility, tiredness) that can be determined by means of sensors, for example movement sensors or volume sensors.
  • flight data refers to the data of a flight, for example start and landing time, start and finish location (destination, landing location), time of year and position of the sun. Flight data can be identical to aircraft data.
  • the starting point can be identical to the location of an aircraft, for example.
  • flight here refers not only to the flight itself, i.e. the stage in which the aircraft is in the air, but also the phases immediately before and after, in which the aircraft is still on the ground, i.e. the (de- / Boarding), the movement of the aircraft to the tarmac etc.
  • light color refers to the color of a self-illuminating light source.
  • a certain light color is created by mixing visible light of different wavelengths and can be adjusted accordingly by changing the proportion of light of a certain wavelength.
  • a “color gradient”, “light course” or “course” is understood to mean the change in the light color and / or the light intensity over time.
  • a color gradient is used, for example, to achieve a smooth transition from one light scene block to the next.
  • the method according to the invention makes it possible to reduce a disruption of the circadian rhythm in a person that would be caused by the person moving from a starting location in a first time zone, to which the person's circadian rhythm is adapted, to an in a second time zone located at a different location from the first time zone moves that the circadian rhythm of the person cannot adapt sufficiently to the destination during the movement from the starting point to the destination.
  • the method according to the invention enables a reduction in jet lag in long-distance flights over several time zones.
  • the invention uses chronobiologically effective light within the framework of a temporal lighting scheme for aircraft cabins that can be adapted to the respective conditions.
  • the invention uses the known chronobiological effect of light in a targeted manner in order to reduce the circadian dysrhythmia, which is caused, for example, by crossing several time zones in a comparatively short time (e.g. within 12 hours), and to reduce the circadian rhythm of a traveling person as far as possible to adapt to a circadian rhythm suitable for the destination during the trip.
  • a predefined lighting scenario is generated by connecting a plurality of light scene blocks with a light scene block beginning and a light scene block end in chronological order, which differ in light intensity, light color, color gradient or duration.
  • the start or end of the light scene block of at least one of the light scene blocks of the lighting scenario is triggered in a sensor-controlled manner, i.e. the beginning or the end of at least one of the light scene blocks is determined on the basis of aircraft data that are measured by at least one suitable sensor during the flight, triggered.
  • the aircraft data can be, for example, position data such as the flight altitude and geographical coordinates (longitude and latitude), the inclination of the aircraft, the speed, the ambient temperature, the ambient brightness, the flight direction, or a combination of these.
  • the start of a light scene block can be triggered automatically when a certain flight altitude is reached or left, the flight altitude being determined by means of a sensor.
  • Another example is the triggering of the start or end of a light scene block using sensors that detect the retraction or extension of the landing gear during take-off or landing or the inclination of the aircraft.
  • start a light scene block by automatically measuring conditions within the cabin. For example, sensors (e.g. an RFID sensor system) could be used to determine whether there are aircraft trolleys in the galley or elsewhere in the aircraft cabin, whereby, for example, light scene blocks intended for meals can be triggered or ended.
  • the lighting scenario generated is preferably composed of at least eight, preferably at least nine, ten, eleven, twelve, thirteen, fourteen, five, ten or at least sixteen light scene blocks connected one after the other, with at least two of the light scene blocks, preferably at least three, four , five, six or seven light scene blocks, or preferably a plurality of the light scene blocks composing a certain lighting scenario differ from one another in at least one of the parameters light intensity, light color, color gradient or duration.
  • Individual light scene blocks can be repeated, for example during boarding and deboarding or while the aircraft is taxiing on the ground. However, all light scene blocks can also differ from one another in at least one of the parameters light intensity, light color, color gradient or duration.
  • the light scene blocks can differ in one, two, three or all of the parameters mentioned above.
  • the light intensity is preferably adapted to the respective daylight at the take-off location and can, for example, also be controlled by the daylight intensity measured by means of sensors.
  • the maximum light intensity of the lighting generated by the lighting system in the cabin preferably corresponds to the daylight intensity at the starting location.
  • the light intensity in the cabin can initially be reduced compared to the light intensity during the day, for example, and can also be lower than the light intensity in the passengers leading to the aircraft or the light intensity in the waiting areas of the airport building.
  • the light intensity is selected in such a way that both orientation problems due to insufficient light intensity and glare effects due to excessive light intensity can be avoided.
  • the light intensity is preferably selected according to chronobiological criteria and, if necessary, adjusted based on the local conditions.
  • the light intensity can change within a lighting scenario, but also within a light scene block, for example as a transition to a subsequent light scene block, as a transition to a phase within a light scene block or to signal a new flight segment, for example a rest / sleep phase or a meal .
  • the light color is preferably selected according to chronobiological criteria and adapted to the desired purpose.
  • Light with a high proportion of blue inhibits the release of melatonin, i.e. the formation of the hormone melatonin, which is produced from serotonin in the pineal gland, a part of the interdental cavity, and controls the day-night rhythm of the human body.
  • Light with a high blue component has an activating effect and leads to an improved wake-up phase.
  • the light color can also be customized or varied without negating the chronobiological effect.
  • a lighting scenario does not contain any abrupt color and intensity gradients in order to enable a pleasant visual perception in the form of a smooth transition, for example between the colors.
  • the duration of the light scene blocks within a lighting scenario and the duration of the lighting scenario itself are variable and depend, for example, on the type of flight, the duration of the flight and the flight and service processes of the respective airline.
  • the beginning and end of as many of the light scene blocks as possible of a lighting scenario are triggered under sensor control. It is therefore particularly preferred that at least two, three, four, five or more of the light scene blocks of a lighting scenario are triggered in a sensor-controlled manner. Given a given number of light scene blocks composing a lighting scenario, it is preferred, for example, if a plurality of the light scene blocks of a lighting scenario is triggered in a sensor-controlled manner. Further special Preferably, all light scene blocks of a lighting scenario are triggered in a sensor-controlled manner or at least automatically, with the proviso that at least one light scene block in a lighting scenario is triggered in a sensor-controlled manner. "Automatically triggered” here means that a light scene block is not triggered manually, but automatically triggered by a computer, for example after a certain period of time.
  • a light scene block could, for example, start automatically under sensor control if it is determined by means of sensor measurement that the aircraft is in motion, the landing gear is retracted and the landing gear flaps are closed.
  • a predetermined flight altitude for example 1500 ft (approx. 457 m)
  • the next light scene block could begin again under sensor control.
  • another light scene block could start, which is active, for example, while the passengers on board are being supplied with food.
  • start or end of a light scene block that would otherwise start or end automatically at a certain point in time could also be delayed or accelerated by the intervention of the on-board staff, for example in the event of an emergency or an unplanned delay in processes on board the aircraft.
  • a suitable lighting scenario is selected or generated with the aid of a computer using a predefined algorithm in which certain flight data are entered as input data.
  • the input data is at least the flight data starting time, landing time, flight duration, direction of flight and time zones flown over (time difference between starting point and destination).
  • the flight duration can also be determined automatically from the difference between take-off and landing time.
  • the starting point can also be determined automatically, for example, by means of sensors, for example GPS sensors.
  • the same also applies to the start time, which can be automatically determined using, for example, speed and / or height sensors or the state of the landing gear, and also for the direction of flight.
  • the time difference can also be determined automatically on the basis of the place of departure, direction of flight, and landing time, duration of flight or destination.
  • Manual input or automatic determination is preferably sufficient of the intended destination, e.g. by reading out an external memory, e.g. a central database, or an internal memory, ie located in the aircraft, with the relevant destination data in order to automatically determine a suitable lighting scenario with the aid of a computer, ie to select or select from a number of predetermined lighting scenarios Put together predetermined light scene blocks according to implemented chronobiological rules.
  • the memory can be part of the cabin management and / or in-flight entertainment system (CMS / IFE), for example.
  • the remaining input data (eg the starting point) can either be determined or calculated using sensors, for example the flight direction, landing time, flight duration and the time zones flown over based on the starting point and destination.
  • a suitable lighting scenario is automatically generated or selected from specified lighting scenarios.
  • a certain lighting scenario is individually compiled from given light scene blocks on the basis of chronological knowledge taking into account the flight data. Further information, for example the type of aircraft, design specifications of the airline or the number and type or mood of the passengers transported can also be taken into account.
  • the beginning or end of at least one of the light scene blocks composing the lighting scenario preferably from a plurality of the light scene blocks, particularly preferably all light scene blocks, is triggered in a sensor-controlled manner on the basis of aircraft data.
  • the invention also relates to a lighting system of an aircraft cabin, which comprises at least one light source, which is set up to emit light of different light intensities and light color in chronological order, and a computer, which is set up in terms of programming to carry out the method according to the invention , and which is connected to at least one sensor that measures aircraft data.
  • the computer of the lighting system is preferably programmed in such a way that it automatically determines a lighting scenario to be reproduced by the lighting system at least on the basis of a manually entered destination or a destination read from a memory, preferably on the basis of the flight data on the start time, landing time, flight duration, flight direction and time zones flown over.
  • Figure 2 Exemplary schematic representation of two light scene blocks.
  • Lighting scenarios can, for example, be compiled from a number of predetermined light scene blocks.
  • the following table 1 gives an example of possible light scene blocks that can be used to compose a lighting scenario.
  • Table 1 List of possible light scene blocks for compiling a lighting scenario.
  • the light scene blocks are designated here after the respective events / processes before and during a flight.
  • a lighting scenario is compiled from the above 16 light scene blocks on the basis of the input data start time, time shift and flight duration.
  • an individual flight is assigned a specific type of flight with an associated code under computer control, to which a specific lighting scenario is assigned, which is then implemented during the flight by means of the cabin lighting.
  • the selected lighting scenario can be changed and adapted, for example using sensor data or using manually entered data or instructions, for example with regard to the duration of the light scene blocks. Events which only occur during the flight and which, for example, extend the duration of the flight, for example flying around a thunderstorm, can be taken into account by appropriate dynamic adaptation of the lighting scenario.
  • composition and implementation of a lighting scenario is described as an example. However, other or additional input factors than those specified below can also be included in the composition of a lighting scenario.
  • flights are initially pre-grouped based on the start time, the flight duration and the time difference. Flights that start within a time interval are assigned a specific start time code, flights with a flight duration within a certain flight duration interval are assigned a flight duration code and flights with a time difference between start and destination within certain ranges are assigned a Time shift code assigned.
  • a flight code that corresponds to a specific lighting scenario is generated from the combination of the above codes. A specific lighting scenario is therefore also designated with the flight code in the following.
  • 04-11 stands for 4 a.m. to 11 a.m., 11 a.m. to 5 p.m. for 11 a.m. to 5 p.m., 5 p.m. to 8 p.m. for 5 p.m. to 8 p.m., 8 p.m. to 4 a.m. for 8 p.m. to before 4 a.m.
  • the time shift refers to the time shift between the start and destination, based on the time at the destination.
  • a lighting scenario is determined on the basis of the above input data (start time, flight duration and time shift) or selected from specified lighting scenarios, as explained in more detail in the following example.
  • the flight code is made up of the codes given in Tables 2-4 according to the scheme start time code-flight duration code-time shift code.
  • start time code a departure time of 10 p.m. results in a “4”, for the flight duration code with a flight duration of 7 hours a “C” and for the time shift code an “O”.
  • the result for the flight code is "4C-0".
  • This flight code is assigned to the following predefined lighting scenario 1 (see also Figure 1):
  • the above lighting scenario 1 is made up of nine of the light scene blocks specified in Table 1, which are carried out one after the other during the flight.
  • a computer program starts with an algorithm in which the method according to the invention is implemented.
  • the program determines the flight code with the associated lighting scenario 1 using the above input data that was entered into the cabin management system by the cabin crew or otherwise, or that was read out by the computer, e.g. using the flight number from a central database Cabin lighting system, so that the light scene blocks are played back one after the other according to the determined lighting scenario 1 during the flight.
  • the cabin lighting system is set up in such a way that at least light of different light intensity and light color can be emitted in chronological order in order to realize the different light scene blocks.
  • the process is not unchangeable, but for example based on means Sensors of measured aircraft data automatically adaptable, for example with regard to the respective duration of the light scene blocks within the lighting scenario 1.
  • Manual commands from the flight crew can also influence the process, for example in an emergency or when processes on board, such as meals, are to be shortened or lengthened .
  • the lighting scenario 1 runs according to the previously defined scheme, whereby external triggers, e.g. aircraft data, can be used to adapt the sequence, as indicated in Figure 1 by the two empty boxes on the right in the drawing.
  • Lighting scenario 1 for flight code “4C-0” begins with light scene block 2 (“Scene 2”, boarding night). As soon as the aircraft moves, light scene block 3 starts (“Scene 3”, TTL - taxi, take-off, landing). This light scene runs until the aircraft has reached an altitude of 1500 ft (450 m). This is followed by scene 7 (1st meal, night) for an hour, which merges into scene 13 (sleep).
  • the duration of the sleep scene can, for example, be calculated from the remaining flight duration minus the total duration of the remaining scenes. This is followed by a 10-minute wake-up phase (scene 10). The following scene 12 (snack, day) lasts 30 minutes here, and a duration of 30 minutes is also provided for the subsequent scene 16 (activation).
  • the scene can, however, also be started by a suitable trigger, for example.
  • the scene can also be started using motion sensors or volume sensors that indicate increased unrest or activity on the part of the passengers.
  • Scene 3 can also be started by a trigger, for example based on the state of the chassis, the speed of the aircraft, the measured altitude or other aircraft data.
  • the last scene 1 (deboarding day) starts as soon as the plane is no longer moving.
  • This scene can also be triggered automatically on the basis of sensor data on the aircraft movement, for example.
  • FIG. 2 shows by way of example and schematically the structure of two light scene blocks, with one light block (FIG. 2A, block 7, see table 1) being provided during the first meal at night, the second (FIG. 2B, block 16, see table 1). Table 1) to be played during or to activate the passengers.
  • Light scene block 16 in the lighting scenario 1 according to FIG. 1 in the sequence at position 7, starts with warm white light and an intensity of 70%. The intensity he reaches over a period of 30 minutes (1800 seconds) 100%. At the same time, the proportion of blue in the light is increased.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verminderung einer circadianen Dysrhythmie bei Flügen. Die Erfindung stellt ein Verfahren bereit 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 Lichtszenenblock-Ende zumindest eines der Lichtszenenblöcke sensorgesteuert ausgelöst wird.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR VERMINDERUNG EINER CIRCADIANEN DY SRHYTHMIE BEI FLÜGEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verminderung einer circadianen Dysrhythmie bei Flügen, insbesondere Langstreckenflügen.
Es ist bekannt, dass Licht einen großen Einfluss auf Lebewesen ausübt und dies auch den Men schen 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 Sei. 21: 87-91; Katsuura, T., Lee, S. A review of the studies on nonvisual lighting effects in the field of physiological anthropo- logy. 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): el017, doi: 10.1038/tp.2016.262).
Es ist daher auch bereits versucht worden, mit Hilfe von Licht oder Beleuchtungsszenarien bei spielsweise die Stimmung von Menschen zu beeinflussen oder auf den circadianen Rhythmus einzuwirken (s. z.B. US 2017/0189640 Al). 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 ver bunden sein kann (s. z.B. US 7896530 B2; WO 2012/156654 Al; Leder, A., 2016, Komfortge winn 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).
Leder et al. 2013 beschreiben beispielsweise den Einsatz chronobiologisch angepasster LED- Kabinenbeleuchtung, wobei je nach Flugphase eine nach Intensität und Färb Zusammensetzung 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 Raumfahrtkon gress 2013, DokumentID: 301159).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Mit tel und Maßnahmen zur Verminderung einer circadianen Dysrhythmie bei Flügen, insbeson dere Langstreckenflügen, bereit zu stellen.
Zur Lösung der Aufgabe stellt die Erfindung bereit ein Verfahren zur Verminderung einer cir cadianen Dysrhythmie bei einer mit einem Flugzeug in einer Flugzeugkabine von einem in ei ner ersten Zeitzone befindlichen Startort zu einem in einer von der ersten Zeitzone abweichen den 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.
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“.
Unter dem Begriff „Jetlag“ wird eine vorübergehende circadiane Dysrhythmie, insbesondere eine Störung des Schlaf-Wach-Rhythmus verstanden, die durch einen vergleichsweise schnel len Wechsel des Aufenthaltsortes einer Person von einer ersten Zeitzone zu einer anderen Zeit zone 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 zwi schen dem momentanen endogenen circadianen Rhythmus einer sich an einem Ort aufhalten den 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“ ein gruppiert (ICSD, 3. Aufl., 2014; s. z.B. Sateia MJ, 2014, International Classification of sleep disorders-third edition: highlights and modifications. Chest 146: 1387).
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- Ver hältnisse, beispielsweise in einer anderen Zeitzone, angepasst werden. Der Anpassungsprozess benötigt jedoch eine gewisse Zeit, so dass es bei vergleichsweise schnellen Wechseln von Zeit zonen 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 Licht farbe und -Intensität, beeinflussen den circadianen Rhythmus. Ausdrucke wie „circadian wirk sames Licht“ oder „chronobiologisch wirksames Licht“ beziehen sich daher auf Licht, das eine Wirkung auf den circadianen Rhythmus hat.
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 ei nem Ort aufhaltenden Person und einem an diesen Ort angepassten circadianen Rhythmus der Person. Die Ausdrücke schließen eine Linderung oder, insbesondere bei vergleichsweise ge ringfügiger Zeitverschiebung, Verhinderung der damit gegebenenfalls einhergehenden Symp tome wie beispielsweise Schlafstörungen, Müdigkeit, Kopfschmerzen und dergleichen ein.
Unter einer „Mehrzahl von sich in Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer unter scheidenden Lichtszenenblöcken“ werden hier mindestens zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr zeitliche Abschnitte (Phasen) eines Beleuchtungsszenarios verstanden, von de nen 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 Para meter, beispielsweise hinsichtlich der Lichtintensität, Lichtfarbe und Dauer unterscheiden. In nerhalb eines Lichtszenenblocks kann sich die Beleuchtung beispielsweise auch in Lichtinten sität 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.
Der Begriff „Beleuchtungsszenario“ („Lichtszenario“) bezieht sich auf eine aus mehreren zeit lich aufeinander folgenden „Lichtszenenblöcken“ („Beleuchtungsszenenblöcken“) zusammen gesetzte Beleuchtung während eines Fluges, z.B. Langstreckenfluges, vom Start bis zur Lan dung. 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 Beleuch tungsszenario erzeugt wird“, bedeutet, dass ein für einen bestimmten Flug bzw. Flugtyp als ge eignet ermitteltes Beleuchtungsschema aus in bestimmter Reihenfolge aufeinanderfolgenden Lichtszenenblöcken mittels der Beleuchtungsanlage wiedergegeben wird. Ein bestimmtes Be leuchtungsszenario ist anhand chronobiol ogischer 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 kön nen aber auch dynamisch anhand von Flugdaten und/oder Flugzeugdaten ermittelt oder modifi ziert werden.
Unter einem „Flugtyp“ wird hier ein Flug mit bestimmten Eigenschaften insbesondere hin sichtlich 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 starten der Flug von 7-12,5 h Dauer Richtung und einer Zeitverschiebung von >2,5 h.
Der Begriff „Flugzeugkabine“ bezieht sich auf den Innenraum eines Flugzeugs, insbesondere den Innenraum, in dem die Sitze für die Flugpassagiere angeordnet sind.
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 Zu stand von Teilen eines Flugzeuges betreffen, beispielsweise den Ausfahrzustand des Fahr werks, 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 Öff nungszustand von Überkopffächem für das Handgepäck. Flugzeugdaten können auch mittels Sensoren, z.B. Bewegungssensoren oder Lautstärkesensoren, ermittelbare Zustände (z.B. Un ruhe, Mobilität, Müdigkeit) der Passagiere sein.
Der Begriff „Flugdaten“ bezieht sich auf die Daten eines Fluges, beispielsweise Start- und Lan dezeit, Start- und Zielort (Destination, Landeort), Jahreszeit und Sonnenstand. Flugdaten kön nen identisch mit Flugzeugdaten sein. Der Startort kann beispielsweise mit dem Standort eines Flugzeugs identisch sein.
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 Flugzeu ges zum Rollfeld etc.
Unter dem Begriff „Lichtintensität“ wird hier die Beleuchtungsstärke (Lichtstromdichte) ver standen, d.h. den flächenbezogenen Lichtstrom (gemessen in Lux = Lumen pro öuadratmeter).
Der Begriff „Lichtfarbe“ bezieht sich auf die Farbe einer selbstleuchtenden Lichtquelle. Eine bestimmte Lichtfarbe kommt durch die Mischung von sichtbarem Licht unterschiedlicher Wel lenlängen zustande und kann entsprechend durch Ändern des Anteils von Licht bestimmter Wellenlänge angepasst werden.
Unter einem „Farbverlauf ‘, „Lichtverlauü 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. 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 Zeit zone befindlichen Zielort bewegt, dass sich der circadiane Rhythmus der Person während der Bewegung vom Startort zum Zielort nicht ausreichend an den Zielort anpassen kann. Insbeson dere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Verminderung des Jetlags bei Langstre ckenflügen über mehrere Zeitzonen hinweg. Die Erfindung nutzt dabei chronobiologisch wirk sames Licht im Rahmen eines an die jeweiligen Bedingungen anpassbaren zeitlichen Beleuch tungsschemas für Flugzeugkabinen. Die Erfindung nutzt die bekannte chronobiologische Wir kung 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 weitge hend schon während der Reise an einen für den Zielort geeigneten circadianen Rhythmus anzu passen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein vorgegebenes Beleuchtungsszenario erzeugt, indem eine Mehrzahl von sich in Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer unter scheidenden Lichtszenenblöcken mit einem Lichtszenenblock-Beginn und einem Lichtszenen- block-Ende in zeitlicher Reihenfolge hintereinandergeschaltet wird. Dabei wird der Lichtsze nenblock-Beginn oder das Lichtszenenblock-Ende zumindest eines der Lichtszenenblöcke des Beleuchtungsszenarios sensorgesteuert ausgelöst, d.h. der Beginn oder das Ende zumindest ei nes der Lichtszenenblöcke wird anhand von Flugzeugdaten, die mittels mindestens eines geeig neten Sensors während des Fluges gemessen werden, ausgelöst. Bei den Flugzeugdaten kann es sich beispielsweise um Positionsdaten wie zum Beispiel die Flughöhe und geographische Ko ordinaten (Längen- und Breitengrad), die Neigung des Flugzeugs, die Geschwindigkeit, die Umgebungstemperatur, die Umgebungshelligkeit, die Flugrichtung oder eine Kombination da von handeln. Es kann sich auch um mittels Sensoren messbare Daten zum Zustand von Kom ponenten des Flugzeuges handeln, beispielsweise zum Ein- oder Ausfahrzustand des Fahr werks, zum Öffnungszustand der Fahrwerksklappen oder auch zum Öffnungszustand der Über- kopffächer 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 befin den, wodurch beispielsweise Lichtszenenblöcke, die für Mahlzeiten vorgesehen sind, ausgelöst oder beendet werden können.
Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das erzeugte Beleuchtungsszenario aus mindestens acht, vorzugsweise mindestens neun, zehn, elf, zwölf, dreizehn, vierzehn, fünf zehn oder mindestens sechzehn zeitlich hintereinandergeschalteten Lichtszenenblöcken zusam mengesetzt, wobei sich mindestens zwei der Lichtszenenblöcke, vorzugsweise mindestens drei, vier, fünf, sechs oder sieben Lichtszenenblöcke, oder bevorzugt eine Mehrzahl der ein be stimmtes Beleuchtungsszenario zusammensetzenden Lichtszenenblöcke in mindestens einem der Parameter Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer voneinander unterscheiden. Es können sich einzelne Lichtszenenblöcke wiederholen, beispielsweise während des Boar- dings 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.
Die Lichtintensität wird bei tagsüber startenden Flügen vorzugsweise dem jeweiligen Tages licht 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 bei spielsweise zunächst vermindert sein gegenüber der Lichtintensität am Tage, und kann bei spielsweise auch geringer sein als die Lichtintensität in den zum Flugzeug führenden Fluggast brücken 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 ge wählt und gegebenenfalls anhand der lokalen Verhältnisse angepasst. Die Lichtintensität kann sich innerhalb eines Beleuchtungsszenarios, aber auch innerhalb eines Lichtszenenblocks än dern, beispielsweise als Übergang zu einem folgenden Lichtszenenblock, als Übergang zu ei ner Phase innerhalb eines Lichtszenenblocks oder zur Signalisierung eines neuen Flugab schnitts, beispielsweise einer Ruhe-/Schlafphase oder einer Mahlzeit.
Die Lichtfarbe wird vorzugsweise nach chronobiologischen Kriterien gewählt und an den ge wünschten Zweck angepasst. Licht mit einem hohen Blauanteil hemmt beispielsweise den Me- latoninaustoß, d.h. die Bildung des Hormons Melatonin, welches in der Zirbeldrüse, einem Teil des Zwischenhims, aus Serotonin produziert wird und den Tag-Nacht-Rhythmus des menschli chen Körpers steuert. Licht mit einem hohen Blauanteil wirkt aktivierend und führt zu einer verbesserten Aufwachphase. Die Lichtfarbe kann darüber hinaus auch kundenspezifisch ausge staltet bzw. variiert werden, ohne dass die chronobiologische Wirkung dadurch aufgehoben wird.
Es ist bevorzugt, dass ein Beleuchtungsszenario keine abrupten Färb- und Intensitätsverläufe beinhaltet, um eine angenehme optische Wahrnehmung in Form eines sanften Übergangs, bei spielsweise zwischen den Farben zu ermöglichen.
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.
Es ist bevorzugt, wenn Beginn und Ende möglichst viele der Lichtszenenblöcke eines Beleuch tungsszenarios sensorgesteuert ausgelöst werden. Besonders bevorzugt werden daher mindes tens zwei, drei, vier, fünf oder mehr der Lichtszenenblöcke eines Beleuchtungsszenarios sen sorgesteuert ausgelöst. Bei einer gegebenen Anzahl von ein Beleuchtungsszenario zusammen setzenden Lichtszenenblöcken ist es beispielsweise bevorzugt, wenn eine Mehrzahl der Licht szenenblöcke 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 ei nes Beleuchtungsszenarios sensorgesteuert ausgelöst wird. „Automatisiert ausgelöst“ bedeutet hier, dass ein Lichtszenenblock nicht manuell, sondern computergesteuert automatisch ausge löst wird, beispielsweise nach einem bestimmten Zeitablauf.
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 er mittelt ist, dass das Flugzeug in Bewegung ist, das Fahrwerk eingefahren ist und die Fahr werksklappen 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 beispiels weise 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 Bordperso nals verzögert oder beschleunigt werden, beispielsweise bei einem Notfall oder einer unplan mäßigen Verzögerung von Abläufen an Bord des Flugzeugs.
Die Auswahl oder Erzeugung eines geeigneten Beleuchtungsszenarios erfolgt computergestützt mittels eines vorgegebenen Algorithmus, in den bestimmte Flugdaten als Input-Daten einge- hen. 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 auto matisch ermittelt werden. Der Startort kann beispielsweise auch mittels Sensoren, z.B. GPS- Sensoren, automatisch ermittelt werden. Gleiches gilt auch für die Startzeit, die anhand bei spielsweise von Geschwindigkeits- und/oder Höhensensoren oder des Fahrwerkzustandes auto matisch ermittelt werden kann, und auch für die Flugrichtung. Anhand von Startort, Flugrich tung sowie Landezeit, Flugdauer oder Zielort kann auch die Zeitverschiebung automatisch er mittelt 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 ermit teln, d.h. aus einer Anzahl vorgegebener Beleuchtungsszenarios auszuwählen oder aus vorge gebenen Lichtszenenblöcken nach implementierten chronobiologischen Regeln zusammenzu setzen. Der Speicher kann beispielsweise Teil des Kabinenmanagement- und/oder In-Flight- Entertainment-Sy stems (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.
Anhand der Input-Daten wird automatisch ein geeignetes Beleuchtungsszenario erzeugt oder aus vorgegebenen Beleuchtungsszenarien ausgewählt. Ein bestimmtes Beleuchtungsszenario wird dabei auf Basis chronobiol ogischer Erkenntnisse unter Berücksichtigung der Flugdaten aus vorgegebenen Lichtszenenblöcken individuell zusammengestellt. Dabei können auch wei tere 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 Lichtszenen blöcke, vorzugsweise von einer Mehrzahl der Lichtszenenblöcke, besonders bevorzugter aller Lichtszenenblöcke, wird dabei sensorgesteuert anhand von Flugzeugdaten ausgelöst.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch eine Beleuchtungsanlage einer Flugzeug kabine, die mindestens ein Leuchtmittel umfasst, das dazu eingerichtet ist, in zeitlicher Reihen folge Licht unterschiedlicher Lichtintensität und Lichtfarbe abzugeben, und einen Computer, der programmtechnisch dazu eingerichtet ist, das erfmdungsgemäße Verfahren auszuführen, und der mit mindestens einem Sensor verbunden ist, der Flugzeugdaten misst.
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. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen rein zu Ver anschaulichungszwecken näher erläutert.
Figur 1. Beispiel für ein Beleuchtungsszenario
Figur 2. Beispielhafte schematische Darstellung von zwei Lichtszenenblöcken.
Beleuchtungsszenarien können beispielsweise aus einer Anzahl vorgegebener Lichtszenenblö cke zusammengestellt sein. Die folgende Tabelle 1 gibt ein Beispiel für mögliche Lichtszenen blöcke, die für die Zusammenstellung eines Beleuchtungsszenarios verwendet werden können.
Tabelle 1. Liste von möglichen Lichtszenenblöcken zur Zusammenstellung eines Beleuch tungsszenarios. Die Lichtszenenblöcke sind hier nach den jeweiligen Ereignissen/ Vorgängen vor und während eines Fluges bezeichnet.
Nr. Lichtszenenblock
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 Aus den Lichtszenenblöcken können unterschiedliche Beleuchtungsszenarien zusammenge stellt 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 zuge hörigen 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, bei spielsweise 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 be rücksichtigt werden.
Im Folgenden ist beispielhaft die Zusammensetzung und Realisierung eines Beleuchtungssze narios beschrieben. In die Zusammensetzung eines Beleuchtungsszenarios können aber auch andere oder zusätzlich weitere als die unten angegebenen Input-Faktoren einbezogen werden.
Flüge werden beispielsweise zunächst anhand der Startzeit, der Flugdauer und der Zeitver schiebung vorgruppiert. Dabei wird Flügen, die innerhalb eines Zeitintervalls starten, ein be stimmter Startzeitcode zugewiesen, Flügen, deren Flugdauer innerhalb eines bestimmten Flug dauerintervalls liegen, wird ein Flugdauercode zugewiesen und Flügen, bei denen die Zeitver schiebung zwischen Start und Ziel in bestimmten Bereichen liegt, wird ein Zeitverschiebungs code zugewiesen. Aus der Kombination der obigen Codes wird ein Flugcode generiert, der ei nem 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
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
Die Zeitverschiebung bezieht sich dabei auf die Zeitverschiebung zwischen Start- und Zielort, bezogen auf die Zeit am Zielort.
Die obigen Vorgruppierungen können selbstverständlich auch in geeigneter Weise anders vor genommen oder noch verfeinert werden, beispielsweise mit weiteren Abstufungen.
Ein Beleuchtungsszenario wird anhand der obigen Input-Daten (Startzeit, Flugdauer und Zeit verschiebung) ermittelt oder aus vorgegebenen Beleuchtungsszenarios ausgewählt, wie am fol genden Beispiel näher erläutert wird. 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-0
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 so mit „4C-0“. Dieser Flugcode ist hier dem folgenden vordefinierten Beleuchtungsszenario 1 zu geordnet (s. auch Figur 1):
Boarding (Nacht) - TTL - 1. Mahlzeit (Nacht) - Schlaf - Aufwecken - Snack (Tag) - Aktivie rung - TTL -Deboarding (Tag)
Das obige Beleuchtungsszenario 1 ist aus neun der in Tabelle 1 angegebenen Lichtszenenblö cke aufgebaut, die nacheinander während des Fluges ausgeführt werden.
Nachdem der Computer des Kabinenmanagementsystems hochgefahren wurde, startet ein Computerprogramm mit einem Algorithmus, in dem das erfindungsgemäße Verfahren imple mentiert 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 Kabinenbe leuchtungsanlage, 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 reali sieren. Der Ablauf ist dabei nicht unveränderbar, sondern beispielsweise anhand von mittels Sensoren gemessener Flugzeugdaten automatisch anpassbar, zum Beispiel hinsichtlich der je weiligen 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 sol len. Grundsätzlich aber läuft das Beleuchtungsszenario 1 nach dem vorher festgelegten Schema ab, wobei äußere Auslöser, z.B. Flugzeugdaten, zur Anpassung des Ablaufs herangezogen wer den können, wie dies in Figur 1 beispielhaft durch die beiden leeren Boxen rechts in der Zeich nung angedeutet ist.
Das Beleuchtungsszenario 1 zu dem Flugcode „4C-0“ 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 wer den 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 ge startet werden. Beispielsweise kann die Szene auch anhand von Bewegungssensoren oder Laut stärkesensoren gestartet werden, die eine erhöhte Unruhe bzw. Aktivität der Passagiere anzei- gen. Szene 3 (TTL) kann ebenfalls durch einen Auslöser gestartet werden, beispielsweise an hand 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.
Figur 2 zeigt beispielhaft und schematisch den Aufbau zweier Lichtszenenblöcke, wobei ein Lichtblock (Fig. 2A, Block 7, s. Tabelle 1) dazu vorgesehen ist, während der 1. Mahlzeit nachts, der zweite (Fig. 2B, Block 16, s. Tabelle 1), während der bzw. zur Aktivierung der Passagiere abgespielt zu werden. Lichtszenenblock Nummer 7 (1. Mahlzeit, nachts), der in dem Beleuchtungsszenario 1 gemäß Figur 1 den dritten Block bildet, startet mit warmweißem Licht mit 70% Intensität, die über ei nen 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) beste- hen.
Lichtszenenblock 16 (Aktivierung), im Beleuchtungsszenario 1 gemäß Figur 1 in der Abfolge an Position 7, startet mit warmweißem Licht und einer Intensität von 70%. Die Intensität er reicht über einen Zeitraum von 30 min (1800 Sekunden) 100%. Parallel wird der Blauanteil im Licht erhöht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. 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 flie genden Person mittels einer Beleuchtungsanlage in der Flugzeugkabine, wobei die Be leuchtungsanlage dazu eingerichtet ist, computergesteuert eine sich zumindest in ihrer Lichtintensität und Lichtfarbe unterscheidende Beleuchtung in der Flugzeugkabine zu er zeugen, 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 Licht- szenenblock-Beginn und einem Lichtszenenblock-Ende in zeitlicher Reihenfolge hinterei nandergeschaltet wird, und wobei der Lichtszenenblock-Beginn oder das Lichtszenen- block-Ende zumindest eines der Lichtszenenblöcke sensorgesteuert ausgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mittels Sensoren ermittelte Flugzeugdaten zur Sensor steuerung des Lichtszenenblock-Beginns oder Lichtszenenblock-Endes verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Beleuchtungsszenario aus mindestens acht zeitlich hintereinandergeschalteten Lichtszenenblöcken erzeugt wird, und wobei sich min destens zwei der Lichtszenenblöcke in mindestens einem der Parameter Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer voneinander unterscheiden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Beleuchtungsszenario aus mindestens neun, zehn, elf, zwölf, dreizehn, vierzehn, fünfzehn oder mindestens sechzehn zeitlich hintereinander geschalteten Lichtszenenblöcken erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei sich a) mindestens drei, vier, fünf, sechs oder sieben der ein bestimmtes Beleuchtungsszenario zusammensetzenden Lichtsze nenblöcke in mindestens einem der Parameter Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer voneinander unterscheiden, oder b) sich eine Mehrzahl der ein bestimmtes Beleuch tungsszenario zusammensetzenden Lichtszenenblöcke in mindestens einem der Parameter Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer voneinander unterscheiden, oder c) sich alle ein bestimmtes Beleuchtungsszenario zusammensetzenden Lichtszenenblöcke in min destens einem der Parameter Lichtintensität, Lichtfarbe, Farbverlauf oder Dauer voneinan der unterscheiden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtintensität bei tags über startenden Flügen an die Intensität des Tageslichts am Startort angepasst wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das während eines Fluges zu erzeugende Beleuchtungsszenario anhand der Flugdaten Startzeit, Landezeit, Flugdauer,
Flugrichtung und überflogene Zeitzonen ermittelt wird.
8. Beleuchtungsanlage einer Flugzeugkabine, umfassend mindestens ein Leuchtmittel, das dazu eingerichtet ist, in zeitlicher Reihenfolge Licht unterschiedlicher Lichtintensität und Lichtfarbe abzugeben, und einen Computer, der programmtechnisch zur Ausführung des
Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist, und mit mindestens einem Sensor verbunden ist, der Flugzeugdaten misst.
9. Beleuchtungsanlage nach Anspruch 8, wobei der Computer programmtechnisch so einge- richtet ist, dass er mindestens anhand eines manuell eingegebenen oder aus einem Speicher ausgelesenen Zielortes, vorzugsweise anhand der Flugdaten zu Startzeit, Landezeit, Flug dauer, Flugrichtung und überflogenen Zeitzonen automatisch ein von der Beleuchtungsan lage wiederzugebendes Beleuchtungsszenario ermittelt.
PCT/EP2021/062274 2020-05-11 2021-05-10 Verfahren und vorrichtung zur verminderung einer circadianen dysrhythmie bei flügen WO2021228742A1 (de)

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