System pomiarowy o zmiennej

strukturze do pomiaru

parametrów ruchu drogowego

Projekt MNiSzW w latach 2006 – 2009
Wykonawcy: Prof. Janusz Gajda

- kierownik

dr hab. inż. Ryszard Sroka
dr inż. Marek Stencel
dr inż. Tadeusz Żegleń
dr inż. Piotr Piwowar
mgr inż. Piotr Burnos
mgr inż. Zbigniew Marszałek
mgr inż. Andrzej Skalski

KATEDRA METROLOGII AGH

Widok systemu pomiarowego z wymiennymi modułami

Plan prezentacji

1. Konfiguracja systemu,

2. Innowacje,

3. Podsumowanie.

Konfiguracja systemu

kierunek
jazdy

a) Układ czujników

pomiarowych

b) Mierzone parametry

•

czas przybycia (z rozdzielczością 0.01s),

• liczba pojazdów (w zadanym czasie),

• odstępy czasowe pomiędzy pojazdami
(rozdzielczość 0.01s),

• profil magnetyczny i oparta na nim
klasyfikacja pojazdów (wyróżniane są 4
klasy: osobowe, dostawcze, ciężarowe,
autobusy)

• detekcja przyczepy,

• prędkość (single-loop) (błąd pomiaru
od 5% dla pojazdów osobowych do 18%
dla pojazdów ciężarowych),

• długość (błąd pomiaru do 20%),

• klasyfikacja po długości (wyróżniane są
4 klasy pojazdów).

1. Układ z pojedynczą pętlą indukcyjną

Konfiguracja systemu

2. Układ z dwiema pętlami indukcyjnymi

kierunek
jazdy

a) Układ czujników

pomiarowych

b) Mierzone parametry

• czas przybycia (z rozdzielczością 0.01s),

• liczba pojazdów (w zadanym czasie),

• odstępy czasowe pomiędzy pojazdami
(rozdzielczość 0.01s),

• profil magnetyczny i oparta na nim
klasyfikacja pojazdów (wyróżniane są 4
klasy pojazdów: osobowe, dostawcze,
ciężarowe, autobusy)

• detekcja przyczepy,

• prędkość (błąd pomiaru w sensie
odchylenia standardowego 1.5%),

• długość pojazdu (błąd pomiaru w
sensie odchylenia standardowego 2%),

• klasyfikacja po długości (wyróżniane
są 4 klasy pojazdów).

Konfiguracja systemu

3. Układ z trzema pętlami indukcyjnymi

kierunek
jazdy

a) Układ czujników

pomiarowych

b) Mierzone parametry

• czas przybycia pojazdu (z
rozdzielczością 0.01s),

• liczba pojazdów (w zadanym czasie),

• odstępy czasowe pomiędzy pojazdami
(rozdzielczość 0.01s),

• detekcja przyczepy,

• prędkość (błąd pomiaru ............),

• długość pojazdu (błąd
pomiaru............),

• liczba osi,

• odległości pomiędzy osiami (błąd
pomiaru ...............),

• klasyfikacja pojazdów wg schematu
FHWA F

Przykładowe analogowe i cyfrowe sygnały generowane

w układzie kondycjonowania współpracującym

z wąską pętlą indukcyjną (10cm).

Konfiguracja systemu

4. Układ z pojedynczym piezoelektrycznym detektorem osi

kierunek
jazdy

a) Układ czujników

pomiarowych

b) Mierzone parametry

•

czas przybycia pojazdu (z

rozdzielczością 0.01s),

• liczba pojazdów (w zadanym czasie),

• odstępy czasowe pomiędzy pojazdami
(rozdzielczość 0.01s),

• detekcja przyczepy,

• prędkość (błąd pomiaru w sensie
odchylenia standardowego 1.5%),

• długość pojazdu (błąd pomiaru w
sensie odchylenia standardowego 2%),

• liczba osi,

• odległości pomiędzy osiami (błąd
pomiaru 2%),

• klasyfikacja pojazdów wg schematu
FHWA F

Konfiguracja systemu

5. Układ z dwoma piezoelektrycznymi detektorami osi

kierunek
jazdy

a)

Układ czujników

pomiarowych

b) Mierzone parametry

•

czas przybycia pojazdu (z

rozdzielczością 0.01s),

• liczba pojazdów (w zadanym czasie),

• odstępy czasowe pomiędzy pojazdami
(rozdzielczość 0.01s),

• detekcja przyczepy,

• prędkość (błąd pomiaru < 1km/h),

• długość pojazdu (błąd pomiaru w
sensie odchylenia standardowego 2%),

• liczba osi,

• odległości pomiędzy osiami (błąd
pomiaru +/- 1cm),

• klasyfikacja pojazdów wg schematu
FHWA F

Konfiguracja systemu

6. Układ z pojedynczym piezoelektrycznym czujnikiem
nacisku

kierunek
jazdy

a) Układ czujników

pomiarowych

b) Mierzone parametry

• czas przybycia pojazdu (z
rozdzielczością 0.01s),

• liczba pojazdów (w zadanym czasie),

• odstępy czasowe pomiędzy pojazdami
(rozdzielczość 0.01s),

• detekcja przyczepy,

• prędkość (błąd pomiaru w sensie
odchylenia standardowego 1.5%),

• długość pojazdu (błąd pomiaru w
sensie odchylenia standardowego 2%),

• liczba osi,

• odległości pomiędzy osiami (błąd
pomiaru 2%),

• klasyfikacja pojazdów wg schematu
FHWA F,

• naciski osi (błąd pomiaru 20 – 30%),

• masa całkowita pojazdu (błąd pomiaru
15 – 20%)

Konfiguracja systemu

7. Układ z pojedynczym kwarcowym czujnikiem nacisku

kierunek
jazdy

a) Układ czujników

pomiarowych

b) Mierzone parametry

•

czas przybycia pojazdu (z

rozdzielczością 0.01s),

• liczba pojazdów (w zadanym czasie),

• odstępy czasowe pomiędzy pojazdami
(rozdzielczość 0.01s),

• detekcja przyczepy,

• prędkość (błąd pomiaru w sensie
odchylenia standardowego 1.5%),

• długość pojazdu (błąd pomiaru w
sensie odchylenia standardowego 2%),

• liczba osi,

• odległości pomiędzy osiami (błąd
pomiaru 2%),

• klasyfikacja pojazdów wg schematu
FHWA F,

• naciski osi (błąd pomiaru 15 – 25%),

• masa całkowita pojazdu (błąd pomiaru
15 – 20%)

Konfiguracja systemu

8. Układ z dwoma piezoelektrycznymi czujnikami nacisku

kierunek
jazdy

a) Układ czujników

pomiarowych

b) Mierzone parametry

• czas przybycia pojazdu (z
rozdzielczością 0.01s),

• liczba pojazdów (w zadanym czasie),

• odstępy czasowe pomiędzy pojazdami
(rozdzielczość 0.01s),

• detekcja przyczepy,

• prędkość (błąd pomiaru < 1km/h),

• długość pojazdu (błąd pomiaru w
sensie odchylenia standardowego 2%),

• liczba osi,

• odległości pomiędzy osiami (błąd
pomiaru +/- 1cm),

• klasyfikacja pojazdów wg schematu
FHWA F,

• naciski osi (błąd pomiaru 15 – 20%),

• masa całkowita pojazdu (błąd pomiaru
10 – 15%)

Konfiguracja systemu

9. Układ z dwoma kwarcowymi czujnikami nacisku

kierunek
jazdy

a) Układ czujników

pomiarowych

b) Mierzone parametry

•

czas przybycia pojazdu (z

rozdzielczością 0.01s),

• liczba pojazdów (w zadanym czasie),

• odstępy czasowe pomiędzy pojazdami
(rozdzielczość 0.01s),

• detekcja przyczepy,

• prędkość (błąd pomiaru < 1km/h),

• długość pojazdu (błąd pomiaru w
sensie odchylenia standardowego 2%),

• liczba osi,

• odległości pomiędzy osiami (błąd
pomiaru +/- 1cm),

• klasyfikacja pojazdów wg schematu
FHWA F,

• naciski osi (błąd pomiaru 10 – 15%),

• masa całkowita pojazdu (błąd pomiaru
7 – 10%)

Innowacje

1. Algorytm estymacji prędkości w układzie z pojedynczą

pętlą indukcyjną

1

1

b

t

U

a

V

n

+

Δ

=

błąd pomiaru:
od 5% dla pojazdów osobowych
do 18% dla pojazdów ciężarowych

Innowacje

2. Algorytm oceny długości w układzie z pojedynczą

pętlą indukcyjną

1

1

p

p

L

t

V

Dl

−

⋅

=

błąd pomiaru do 20%

Innowacje

3. Algorytm klasyfikacji pojazdów ze względu na długość

Innowacje

4. Algorytm klasyfikacji pojazdów na podstawie profilu

magnetycznego

wyróżniane są 4 klasy pojazdów:
osobowe, dostawcze, ciężarowe,
autobusy;

efektywność do 95%

Innowacje

5. Algorytm detekcji przyczepy

Innowacje

6. Wąska pętla jako detektor osi

Innowacje

6. Wąska pętla jako detektor osi

Innowacje

6. Wąska pętla jako detektor osi

Profile magnetyczne pojazdów samochodowych

dwuosiowego przy nieprawidłowym i pięcioosiowego

przy i prawidłowym dostrojeniu przesuwnika fazowego.

Innowacje

6. Wąska pętla jako detektor osi

Sygnał analogowy dla pojazdu 5-osiowego,

w którym trzecia oś została podniesiona.

Innowacje

7. Korekcja temperaturowa wyników ważenia

)

o

(

1

1

10

)

(

Ta

T

w

k

Ta

C

−

⋅

=

Innowacje

8. Auto-kalibracja systemów ważących

Innowacje

9. Automatyczne dostrojenie do pętli indukcyjnej

Podsumowanie

Przeznaczenie:
1. do długotrwałych pomiarów parametrów ruchu drogowego

dla celów statystycznych,

2. system preselekcji pojazdów o szczególnych cechach

np. przeciążonych,

3. do pomiarów krótkookresowych, realizowanych w

ramach prac badawczych lub okresowych pomiarach
natężenia ruchu,

4. dla potrzeb dydaktycznych.

Cechy:
•

system jest wyposażony w pamięć mieszczącą wyniki
pomiaru parametrów ponad 550 tyś. pojazdów,

2. może być łatwo przenoszony pomiędzy różnymi

stanowiskami pomiarowymi,

3. proste dostosowanie systemu do konfiguracji czujników.

Dziękuję za uwagę