Prüfung von Sensoren für Glättemeldeanlagen. Bericht zu den Projekten 96653, 996551, 01670, 99653 und 01652 des Arbeitsprogramms der Bundesanstalt für Strassenwesen BASt.

Auteur(s)
Badelt, H. Breitenstein, J. Fleisch, J. Häusler, G. Scheurl, S. & Wendl, A.
Jaar
Samenvatting

Die Kenntnis des Strassenzustandes und des Wetters ist eine Voraussetzung fuer die Steuerung des Winterdienstes. Je genauer der Zeitpunkt eines Glaettebeginns vorhergesagt werden kann, desto zielgerichteter kann ein Winterdiensteinsatz begonnen werden. Ziel ist es, eine Glaette mit moeglichst geringen Mitteln zu vermeiden beziehungsweise schnell zu beseitigen. Glaettemeldeanlagen stellen ein wesentliches Hilfsmittel fuer diese Informationen dar. Mit ihren Sensoren in und an der Fahrbahn liefern sie Messwerte fuer die Vorhersage einer winterlichen Glaette. Vergleiche zwischen Anlagen von unterschiedlichen Herstellern unter gleichen Bedingungen erbrachten teilweise erhebliche Unterschiede bei den Messwerten der Sensoren. Hieraus resultierten unterschiedliche zeitliche Vorhersagen fuer einen moeglichen Glaettebeginn, die nicht alle fuer einen zielgerichteten Winterdienst nutzbar waren. Eine Bewertung der Sensorqualitaet war in vielen Faellen aufgrund fehlender Pruefverfahren nicht moeglich. Die Bundesanstalt fuer Strassenwesen hat daraufhin eine Reihe von Pruefverfahren entwickelt. Dabei wurden nach Moeglichkeit Verfahren gewaehlt, die den Praxisbedingungen weitgehend entsprechen. Anhand neuer Erkenntnisse bei diesen Entwicklungsarbeiten konnten auch Anforderungen an die Sensorik genauer spezifiziert werden. Fuer die folgenden Messgroessen sind die beschriebenen Verfahren entstanden. Fahrbahnoberflaechentemperatur: Fuer diesen wichtigen Parameter bei der Glaettevorhersage wurde ein Referenzmessverfahren erarbeitet, mit dem zu pruefende Sensoren unter meteorologischen Praxiseinfluessen geprueft werden koennen. Direkt an der Fahrbahnoberflaeche eingebaute Sensoren dienen als Referenz zu in der Fahrbahn parallel eingebauten Sensoren von Glaettemeldeanlagen fuer die Fahrbahnoberflaechentemperatur. Niederschlagsintensitaet: Die Pruefung erfolgt hier ebenfalls durch ein Referenzmessverfahren, das bei den unterschiedlichsten Arten von Niederschlag eingesetzt werden kann. Mit Hilfe einer normierten Schale wird ein Niederschlag in einer vorgegebenen Zeit neben einen zu pruefenden Sensor aufgefangen und gewogen. Anschliessend wird aus der aufgefangenen Menge die Intensitaet errechnet und mit den Angaben des Sensors verglichen. Wasserfilmdicke: Fuer die Pruefung dieser Sensoren wurde eine Vorrichtung entwickelt, die in der Lage ist, definierte duenne Wasserfilme auf die Fahrbahnoberflaeche oder zu pruefende Sensoren aufzutragen. Gefriertemperatur: Fuer die Pruefung von Sensoren fuer die Gefriertemperatur kommt das gleiche Verfahren wie fuer die Wasserfilmdicke zum Einsatz. Statt Wasser lassen sich dafuer Taustoffloesungen auf die Fahrbahnoberflaeche beziehungsweise Sensoren aufspruehen. Die Pruefverfahren wurden verfahrenstechnisch erprobt und moegliche Messfehler abgeleitet. Fuer alle Verfahren wurden Beschreibungen erstellt, die fuer nationale Regelwerke oder fuer die europaeische Normung von Pruefverfahren fuer Glaettemeldeanlagen genutzt werden koennen. Eine Nutzung fuer die Pruefung von Sensoren fuer die Umfelddatenerfassung in Verkehrsbeeinflussungsanlagen ist ebenfalls grundsaetzlich moeglich. Bericht zu den Arbeitsprogramm-Projekten 96653, 99655, 01670 (ITRD-Nummer D707685), 99653 und 01652 (ITRD-Nummer D707679) der Bundesanstalt fuer Strassenwesen. Titel in English: Testing sensors for units reporting slippery conditions. Knowledge of road conditions and the weather are a prerequisite for controlling winter maintenance services. The more precise the time of the beginning of slippery conditions is forecast, the more specific the winter maintenance used can be initiated. The aim is to avoid slippery conditions with as little means as possible, that is, to get rid of them as quickly as possible. Units reporting slippery conditions are an important aid in obtaining this information. They provide measurement values for forecasting slippery conditions in winter with their sensors on the carriageway. Comparisons between units of different manufacturers under the same conditions resulted in partly considerable differences in the measurement values of the sensors. This resulted in different time-related forecasts for a possible beginning of slippery conditions, which were not all useful for a goal-oriented winter maintenance service. An evaluation of the sensor quality was not possible in many cases due to a lack of testing procedures. Following this, the Federal Highway Research Institute developed a series of test procedures. Possible procedures were selected in the process, which largely corresponded to practical conditions. Based on new findings during this development work, requirements to the sensors could also be specified more precisely. The described processes were formulated for the following measurement parameters. * Carriageway surface temperature; A process for reference measurement was worked out for this important parameter in predicting slippery conditions, with which sensors to be tested can be checked under practical meteorological influences. Sensors installed directly on the carriageway surface serve as a reference to the sensors installed parallel to them for units reporting slippery conditions on carriageway surface temperature. * Intensity of rainfall; Testing also takes place in this case using a process for reference measurement applied to the different types of rainfall. Using a standardised collection device, together with a sensor to be tested, rainfall is collected and weighed. The intensity is then calculated from the amount collected and is compared to the specifications of the sensor. * Thickness of the film of water; A device was developed for testing these sensors that can apply thin films of water to the carriageway surface on the sensors to be tested. * Freezing point; The same process that is used for the thickness of the film of water is also used for testing sensors for freezing point. Instead of water, de-icing solutions can be sprayed on to the carriageway surface or on to the sensors for this purpose. The test procedure was tried out in a technical process and possible errors in measurement were deduced. Descriptions were compiled for all processes that can be used in national bodies of rules and regulations or for the European standards for test procedures for units reporting slippery conditions. Use of the test for sensors for the acquisition of environmental data in traffic influencing units is also possible, in principle. (Author/publisher) The English abstract is available at http://www.bast.de/htdocs/veroeffentlichung/kurzfass/v146.htm

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Bibliotheeknummer
C 37737 S [electronic version only] /26 / ITRD D358729
Uitgave

Bergisch Gladbach, Bundesanstalt für Strassenwesen BASt, 2006, 128 p., 21 ref.; Berichte der Bundesanstalt für Strassenwesen : Verkehrstechnik ; Heft V 146 - ISSN 0943-9331 / ISBN 3-86509-539-9

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