Metodika pro návrh a provoz systémů kontrolního vážení vozidel za pohybu (WIM)

3.5.8

Metodika pro návrh a provoz systémů kontrolního vážení vozidel za pohybu (WIM)

Ing. Jiří Novotný

 NahoruÚčel metodiky

Metodika pro návrh a provoz systémů kontrolního vážení vozidel za pohybu (WIM) byla zpracována Centrem dopravního výzkumu v. v. i. v rámci řešení výzkumného projektu CESTI TE 01020168 pracovní skupiny WP 6 Bezpečnost, spolehlivost a diagnostika konstrukcí, části 6.2 Vážení vozidel za pohybu (WIM).

Metodika je určena vlastníkům a správcům komunikací (ŘSD, krajům, obcím) a vzhledem ke svému dopadu je užitečná také pro dopravce a řidiče.

Metodika shrnuje poznatky o vysokorychlostním vážení, které získali zpracovatelé z provedených měření. Na základě těchto poznatků a dosažených výsledků měření byly navrženy požadavky na kontrolní místo, kontrolní zařízení a byl navržen postup při zajištění a provádění vysokorychlostního kontrolního vážení, včetně uvedení dalších možností využití WIM systému.

Silniční síť je potřeba chránit před poškozením v důsledku přetěžování vozidel a jejich náprav. Současně je také potřebné důsledně kontrolovat dodržování podmínek stanovených pro přepravu zvlášť těžkých předmětů.

Systém kontrolního vysokorychlostního vážení vozidel umožňuje účinnou a efektivní kontrolu přetěžování vozidel podle zákona č. 13/1997 Sb., o pozemních komunikacích, ve znění pozdějších předpisů. Je postaven na principu měření dynamických účinků na vozovku, které jsou vyvolány jednotlivými koly nebo soukolími (dvoumontáží) jedoucích vozidel. Současně umožňuje, za předpokladu použití příslušného softwaru, provedení podrobné analýzy kolové, nápravové a celkové hmotnosti jedoucích vozidel, včetně měření rychlosti, akcelerace a decelerace vozidla na příslušném úseku.

Pro případné budoucí kontroly nadměrných nákladů je vhodné vypracovat systém kontroly dodržování podmínek stanovených v povolení zvláštního užívání dálnic, silnic a místních komunikací.

 NahoruOčekávané přínosy vysokorychlostní vážení

Očekávané přínosy:

Primární přínos vysokorychlostního vážení je zejména v:

• snížení nákladů na opravu a údržbu silniční infrastruktury;

• nepřetržité kontrole po 24 hodin denně a 365 dnů v roce;

• snížení nákladů na vážení;

• zvýšení bezpečnosti silničního provozu.

Nelze opomenout ani sekundární přínos, který spočívá v:

• využití získaných údajů pro systém hospodaření s vozovkou;

• lepší organizaci a řízení dopravy v reálném čase na základě přímého toku informací o dopravním proudu vozidel;

• získání reálných podkladů o skutečném zatížení silniční komunikace pro účely dimenzování vozovek;

• možnosti stanovení poplatků za užívání silniční komunikace v závislosti na celkové hmotnosti vozidel a ujeté dráze [t/km].

 NahoruOprávnění k provádění kontroly

Kontrolní vážení a měření (dále jen "kontrolní vážení") silničních motorových vozidel kategorií N2, N3 a jejich jízdních souprav s přípojnými vozidly kategorií O2, O3 a O4 a dále motorových vozidel kategorie OT3, OT4 formou kontrolního vážení vozidel nepřenosnými vysokorychlostními vahami, při kterém nedochází k odklonění vozidla z provozu, zajišťuje:

• na silnicích I. třídy s výjimkou rychlostních silnic kraj ve svém územním obvodu se souhlasem vlastníka pozemní komunikace nebo jím pověřená osoba;

• na ostatních pozemních komunikacích vlastník pozemní komunikace nebo jím pověřená osoba.

Vlastníkem dálnice a silnic I. třídy je stát, silnice II. a III. třídy vlastní kraj, na jehož území se tyto pozemní komunikace nacházejí, a místní komunikace vlastní obec, na jejímž území se tyto pozemní komunikace nacházejí.

 NahoruKontrolní místo

Kvalita parametrů místa pro umístění stanice WIM ovlivňuje přesnost výsledků měření dynamických sil. Charakteristiky silniční komunikace tvoří geometrické prvky, povrchové vlastnosti vozovek, únosnost vozovek a skladba konstrukce vozovky. Z toho pak následně vyplývají požadavky na kvalitu konstrukce pozemní komunikace a na aktuální stav vozovky v místě navrhované stanice WIM.

 NahoruUmístění kontrolního stanoviště

Stanice WIM není vhodné umisťovat v úsecích častých akcelerací, decelerací nebo předjíždění vozidel. Tyto úseky jsou zejména v blízkosti sjezdů a nájezdů na pozemní komunikaci. Ze stejných důvodů není vhodné stanice WIM umísťovat před silničními úseky s omezenou rychlostí a po nich.

Dobrou možnost instalace stanic WIM poskytují tunely v důsledku omezené rychlosti a předjížděcích manévrů. Další výhodou tunelů je poměrně stabilní teplota a ochrana stanice WIM před povětrnostními vlivy.

Pro optimální využití funkcí stanic WIM je možno doporučit některé místní úpravy organizace a řízení dopravy správcem pozemní komunikace (dopravní značky zákazu předjíždění a omezení rychlosti pro nákladní vozidla).

Úseky pozemních komunikací s častými dopravními zácpami nejsou pro výběr místa stanice WIM vhodné.

 NahoruPožadavky na kontrolní stanoviště

Základem přípravy výběru a posouzení kontrolního stanoviště je počáteční pasportizace, která musí obsahovat všechny následující parametry: geometrické prvky, povrchové vlastnosti, průhyb, tuhost apod. Tyto parametry přímo ovlivní třídy kvality místa vysokorychlostního vážení a v důsledku i třídu přesnosti měření stanice WIM.

Základní požadavky na kontrolní stanoviště pro umístění vysokorychlostních kontrolních vah jsou obsaženy v Opatření obecné povahy č. 01111-OOP-C010-10, které vydal Český metrologický institut (ČMI). Konstatuje se v něm že "váhy musejí být instalovány tak, aby byly minimalizovány jakékoliv nepříznivé vlivy místa instalace na správnost měření a s ním spojených údajů. Prostor pro vážení musí být možno udržovat bez jakéhokoliv nánosu látek, který by mohl ovlivnit přesnost váhy. Dostatečně detailně musejí být stanoveny všechny požadavky na podmínky instalace vah, které mohou mít vliv na operaci vážení (např. rovinnost měřicího místa, geometrie vozovky)."

Vlastnosti vozovky pozemní komunikace přímo ovlivňují dynamické chování jedoucího vozidla a tím i přesnost měření systému WIM, a to zejména následujícími faktory:

Geometrické charakteristiky pozemní komunikace v blízkosti stanic WIM musejí umožnit plynulou jízdu stálou rychlostí tak, aby průjezd stanicí WIM nebyl dodatečně ovlivněn ještě dalšími negativními faktory zvyšujícími dynamické účinky vozidla.

Na úseku minimálně 50 m před a 25 m za snímači zatížení musejí splňovat následující požadavky stanovené ČMI:

• podélný sklon vozovky musí být ≤ 1 % a konstantní;

• příčný sklon vozovky musí být ≤ 3 % a neměnný;

• poloměr zakřivení podélné osy vozovky musí být ≥ 1 000 m.

Povrchové vlastnosti vozovek jako například vyjeté koleje a nerovnosti vozovky také negativně ovlivňují dynamiku jízdy vozidel a tím i přesnost měření WIM stanic. V důsledku změn povrchových vlastností vozovek v čase mohou být ovlivněny jak signály senzorů WIM, tak jejich kalibrační faktory a v jejich důsledku jsou pak výsledky měření hmotností zkresleny. ČMI stanoví následující požadavky:

• vozovka musí být bez nerovností;

• hloubka vyjetých kolejí nesmí být větší než 4 mm.

Kritérium průhybu nelze uplatnit pro betonové vozovky. Hodnoty průhybu budou pro betonové vozovky výrazně nižší: 0,05 mm pro třídu kvality I a 0,10 mm pro třídy kvality II a III.

Při výběru místa pro stanici WIM je nutné vzít v úvahu následující doporučení:

• v konstrukci pozemní komunikace v blízkosti stanice WIM se nesmějí nacházet tuhé zóny jako například kanály nebo prostupy pod vozovkou, podzemní vedení a podobně;

• kvalitní spojení jednotlivých vrstev konstrukce pozemní komunikace je nezbytné; senzory WIM musejí být instalovány pouze do homogenních vrstev a dilatační spáry musejí ležet mimo stanici WIM;

• v blízkosti senzorů se nesmějí vyskytovat žádné poruchy povrchu vozovky (trhliny, výtluky a podobně);

• senzory nesmějí být instalovány tam, kde může docházet k nežádoucím dynamickým efektům;

• nutnost pravidelné údržby (sníh, znečištění, poškození).

 NahoruKontrolní zařízení

Přístroje a vybavení pro potřebu dynamického vážení vozidel stanoví kolové, nápravové a celkové hmotnosti jednotlivých vozidel v běžném provozu prostřednictvím senzorů instalovaných do vozovky pozemní komunikace.

Systém by měl být na principu plně modulární konstrukce, tzn. každý jízdní pruh by měl disponovat separátní jednotkou pro zpracování dat z WIM senzorů.

Dodávka stanice WIM zahrnuje následující:

• dodávku a instalaci senzorů pro měření kolových, nápravových a celkových hmotností včetně všech připojení;

• dodávku a instalaci indukčních smyček včetně všech připojení, nebo systému se stejnou nebo podobnou funkcí;

• dodávku a instalaci senzorů pro detekci jízdy v odstavném pruhu (v případě požadavku);

• rychlost a kategorie vozidel musí být měřena ve všech jízdních pruzích;

• dodávku a kompletní montáž skříně elektroniky včetně jejího napojení na elektrickou síť a samostatného uzemnění;

• instalaci a napojení komunikačních jednotek pro zajištění přenosu dat podle pokynu vlastníka stanice WIM (doporučujeme přenos dat do Národního dopravního informačního centra – viz příloha);

• dodávku a instalaci elektroniky WIM včetně jejího příslušenství a SW pro sběr a vyhodnocení signálů WIM senzorů (kompletní instalaci elektroniky do skříně);

• instalaci a napojení senzorů na vyhodnocovací elektroniku;

• propojení stanice WIM a zajištění plynulého přenosu dat v požadovaných intervalech;

• kalibraci systému stanice WIM dle dispozic dodavatele;

• předání stanice WIM objednateli včetně:

  1. kontrolních jízd, které budou provedeny dle dispozic odběratele; typ vozidel, jejich počet, počet přejezdů a rychlost přejezdů budou zajištěny a provedeny v souladu s požadavky ČMI (OOP);
  2. kompletní projektové dokumentace každé stanice WIM ve třech vyhotoveních;
  3. popisu systému a detailních návodů k použití pro všechny dodané komponenty (v českém jazyce);
  4. proškolení pracovníků odběratele z obsluhy systému;
  5. ověření funkce spojení a prokázání funkčnosti celého systému WIM, včetně přenosu dat;

• termíny instalace a předání, které musejí být nahlášeny odběrateli s předstihem min. 10 dnů;

• zástupci odběratele musí být umožněn neomezený přístup na stavbu v průběhu celé realizace, kalibrace a předávání stanice WIM;

• zajištění plného provozu stanice v případě krátkodobého výpadku dodávky elektrického proudu;

• předávací protokol musí obsahovat následující body:

  1. údaje o použitých vozidlech (hmotnosti – kola, nápravy, celková; vzdálenosti náprav, celková délka, kategorie vozidla);
  2. výše uvedené údaje získané stanicí WIM ze všech kontrolních jízd;
  3. vyhodnocení naměřených údajů;
  4. potvrzení zástupce dodavatele a potvrzení zástupce odběratele;
  5. protokol musí být předán v papírové i elektronické formě;

• pokud nebude při předávacích zkouškách dosaženo požadovaných výsledků, budou všechny následující předávací zkoušky organizovány na náklady dodavatele;

• v některých případech může dodávka obsahovat také elektrickou a komunikační přípojku;

• SW pro lokální/vzdálený dohled WIM stanice.

Pokud systémy pro vysokorychlostní kontrolní vážení splňují požadavky stanovené Českým metrologickým institutem v OOP, vydá Český metrologický institut certifikát o schválení typu měřidla.

 NahoruPožadované informace o výsledku dynamického vážení v jízdním pruhu

WIM stanice je schopna poskytnout následující údaje o hmotnosti jedoucích vozidel a také informace o vozidle samém.

Informace o hmotnosti jedoucích vozidel:

• zatížení na nápravu a největší dovolená chyba pro zatížení na nápravu a na skupinu náprav stanovená vážením za jízdy;

• celková hmotnost a největší dovolená chyba pro hmotnost vozidla…