W nawierzchni nie widać klasycznej wagi, kierowca nie musi zjeżdżać na plac kontrolny, a ruch odbywa się bez zatrzymywania. Mimo to urządzenia potrafią zarejestrować naciski kolejnych osi, rozpoznać układ pojazdu i oszacować masę całego zestawu. Za pomiarem stoi system WIM, czyli ważenie pojazdów w ruchu.
Pomiar zaczyna się w nawierzchni
Najważniejsze elementy instalacji umieszcza się bezpośrednio w jezdni. Zależnie od konstrukcji systemu mogą to być między innymi czujniki piezoelektryczne z elementami polimerowymi lub kwarcowymi, listwy tensometryczne, płyty uginające się albo platformy wykorzystujące czujniki siły. Każde koło przejeżdżające przez punkt pomiarowy wywiera na nie nacisk, który zostaje przeksz pomiarem stoi system WIM, czyli ważenie pojazdów w ruchu.
Pomiar zaczyna się w nawierzchni
Najważniejsze elementy instalacji umieszcza się bezpośrednio w jezdni. Zależnie od konstrukcji systemu mogą to być między innymi czujniki piezoelektryczne z elementami polimerowtałcony w sygnał elektryczny.
Komputer analizuje przebieg sygnału, przypisuje go do konkretnej osi i wyznacza wartość odpowiadającą dynamicznemu naciskowi koła. Wszystko dzieje się w bardzo krótkim czasie, ponieważ opona styka się z czujnikiem jedynie przez moment. System musi jednocześnie odróżnić właściwy pomiar od drgań, zakłóceń oraz zmian wywołanych pracą zawieszenia.
Punkt WIM nie jest więc pojedynczą listwą zatopioną w asfalcie. To zestaw współpracujących urządzeń, które rejestrują przejazd i porównują informacje pochodzące z kilku źródeł.
Każda oś jest analizowana oddzielnie
Sama masa całkowita nie wystarcza do oceny, czy pojazd został prawidłowo załadowany. Ciężarówka może mieścić się w dopuszczalnym limicie, a jednocześnie nadmiernie obciążać jedną oś lub grupę osi. Taka sytuacja może powstać, gdy ciężki ładunek zostanie przesunięty zbyt daleko do przodu albo do tyłu.
System WIM rejestruje kolejno wszystkie osie, mierzy odstępy pomiędzy nimi i szacuje nacisk każdej z osobna. Po zsumowaniu wyników określa przybliżoną masę całego pojazdu lub zestawu. Zebrane dane są następnie porównywane z wartościami właściwymi dla rozpoznanej konfiguracji.
Rozkład obciążenia zależy od konstrukcji pojazdu, liczby osi oraz sposobu rozmieszczenia przewożonego towaru. Dlatego właściwe DMC i konfiguracja osi ciężarówki mają znaczenie zarówno przy planowaniu transportu, jak i podczas kontroli drogowej.
Kamery przypisują wynik do konkretnego pojazdu
Czujniki w nawierzchni informują system, jakie siły działały na jezdnię, ale same nie identyfikują ciężarówki. Do tego służą kamery zamontowane nad drogą albo przy jej krawędzi. Rejestrują sylwetkę pojazdu, tablice rejestracyjne, czas przejazdu oraz pas ruchu.
Instalacja może być uzupełniona o pętle indukcyjne, radary i inne detektory mierzące prędkość oraz długość pojazdu. Rozstaw osi pomaga zaklasyfikować przejeżdżający zestaw. Inaczej rozkłada się bowiem masa w samochodzie z przyczepą, a inaczej w ciągniku siodłowym z naczepą. Różnice konstrukcyjne wyjaśnia materiał o tym, czym naczepa różni się od przyczepy.
Oprogramowanie łączy zebrane informacje w jeden zapis. Może on obejmować zdjęcie pojazdu, numer rejestracyjny, prędkość, liczbę osi, ich rozstaw oraz oszacowane naciski i masę całkowitą.
Ważenie podczas jazdy jest trudniejsze niż na postoju
Pojazd stojący na wadze przekazuje na pomost obciążenie w stosunkowo stabilny sposób. Podczas jazdy sytuacja wygląda inaczej. Koła reagują na nierówności, zawieszenie stale pracuje, a siła działająca na nawierzchnię chwilowo rośnie lub maleje.
Na wskazanie mogą wpływać prędkość, przyspieszanie, hamowanie, tor jazdy, stan jezdni oraz zachowanie całego zestawu. Ciężarówka, która na nierówności zaczyna się kołysać, może przez chwilę mocniej obciążyć jedną oś, a inną odciążyć. System powinien ograniczać wpływ takich zjawisk i wyznaczać wynik możliwie zbliżony do rzeczywistych parametrów pojazdu.
Punkt WIM nie może być więc zamontowany w dowolnym miejscu. Potrzebuje równego i stabilnego odcinka jezdni, na którym pojazdy poruszają się płynnie. Znaczenie mają również prawidłowe osadzenie czujników, stan nawierzchni oraz okresowe sprawdzanie wskazań instalacji.
Kalibracja wymaga pojazdów odniesienia
Po zamontowaniu systemu nie wystarczy go uruchomić i pozostawić bez kontroli. Wskazania trzeba porównać z pojazdami, których masa oraz naciski osi zostały wcześniej dokładnie określone. Przejazdy testowe pozwalają dobrać współczynniki przeliczeniowe i sprawdzić reakcję instalacji przy różnych prędkościach oraz układach osi.
Stanowisko wymaga również późniejszego nadzoru. Na pracę czujników mogą wpływać zużycie nawierzchni, remonty jezdni, uszkodzenia mechaniczne i zmiany temperatury. Niedokładnie skalibrowany system może wskazywać do kontroli prawidłowo załadowane pojazdy albo nie wykryć rzeczywistego przeciążenia.
Ważenie w ruchu jest zatem procesem pomiarowym zależnym od jakości całej instalacji, warunków przejazdu i regularnego utrzymania urządzeń.
Preselekcja wskazuje pojazdy do kontroli
Systemy działające przy prędkościach drogowych są w Polsce wykorzystywane przede wszystkim do preselekcji. Oznacza to, że wskazują pojazdy, których masa lub naciski osi mogą przekraczać dopuszczalne wartości. Informacja wraz ze zdjęciem i numerem rejestracyjnym może zostać przekazana służbom kontrolnym.
W typowym systemie preselekcyjnym wskazanie uzyskane podczas przejazdu nie przesądza jeszcze o stwierdzeniu naruszenia. Wytypowany pojazd jest kierowany do szczegółowej kontroli i ważony przy użyciu przyrządu spełniającego wymagania prawnej kontroli metrologicznej. Dopiero potwierdzony wynik stanowi podstawę dalszych czynności.
Takie rozwiązanie ogranicza liczbę przypadkowo zatrzymywanych ciężarówek. Inspektorzy mogą skoncentrować się na zestawach, przy których system wykazał prawdopodobne przekroczenie, zamiast kierować na wagę wszystkie przejeżdżające pojazdy.
Dane pomagają ocenić obciążenie dróg
WIM nie musi służyć wyłącznie kontroli przewoźników. System dostarcza informacji o natężeniu ruchu ciężkiego, prędkościach, liczbie osi i typach pojazdów korzystających z danej trasy. Dane pozwalają obserwować, jak rzeczywiste obciążenie drogi zmienia się w kolejnych miesiącach.
Informacje te mogą być wykorzystywane przy planowaniu remontów, projektowaniu nawierzchni i analizowaniu obciążenia mostów. Transport samochodowy odpowiada za znaczną część przewozów towarowych, co pokazuje analiza dotycząca tego, dlaczego ciężarówki wygrywają z koleją. Bez danych o rzeczywistym ruchu trudniej prawidłowo ocenić tempo zużycia infrastruktury.
Kierowca może minąć punkt WIM bez zmniejszania prędkości i nie zauważyć momentu pomiaru. W ciągu kilku sekund system rejestruje jednak przejazd całego zestawu, analizuje kolejne osie i sprawdza, czy uzyskane wartości wskazują na możliwość przeciążenia.