Zahlreiche Brücken dürfen nur von Fahrzeugen bis zu einem bestimmten zulässigen Gesamtgewicht befahren werden, um Schäden an der Bausubstanz zu vermeiden. Daher braucht es Lösungen dafür, Fahrzeuge mit einem zu hohen Gesamtgewicht am Befahren einer Brücke zu hindern. Die 3D-LiDAR-Sensoren „Blickfeld Cube 1“ spielen in einer solchen Lösung von der Volkmann Strassen- und Verkehrstechnik GmbH, einem führenden Unternehmen im Bereich der Straßen- und Baustellensicherheit, eine wichtige Rolle dabei, zu schwere Fahrzeuge eindeutig zu identifizieren, um sie vor einer Brücke sicher ableiten zu können.
Gewichtsmessung bei freier Fahrt (Weigh in Motion)
Es wäre in der Praxis nicht umsetzbar, jedes Fahrzeug abseits der Strecke auf einer statischen Waage einzeln zu messen, denn das würde den Verkehrsfluss zum Erliegen bringen oder zumindest zu Verzögerungen und Staus führen. Die Gewichtsmessung muss daher während der Fahrt stattfinden. Doch das bringt technische Herausforderungen mit sich – nicht nur bei der eindeutigen Zuordnung des Gewichts zu einem Fahrzeug, sondern auch bei der Anfertigung von Fotos, in erster Linie Kamerafotos der Nummernschilder von zu schweren Fahrzeugen, die als Beleg für die Behörden vorgeschrieben sind. Die eindeutige Zuordnung des Gewichts zum richtigen Fahrzeug ist aus datenschutzrechtlichen Gründen sehr wichtig, damit nur Fotos von zu schweren Fahrzeugen (und damit keine Fotos von regelkonformen Fahrzeugen) gemacht werden. Die Volkmann Strassen- und Verkehrstechnik GmbH hat daher ein aus mehreren Komponenten bestehendes Messsystem entwickelt.
Aufbau des Messsystems
Mit dem aus einer Waage, ein bis zwei Blickfeld Cube 1 LiDAR-Sensoren pro zehn Meter Strecke und einer Kamera bestehenden Messystem von der Volkmann Strassen- und Verkehrstechnik GmbH findet die Gewichtserfassung direkt auf der Straße während der Fahrt statt, in der Regel auf einer auf Tempo 40 oder 80 km/h begrenzten Strecke. Derzeit wird eine Streckenlänge von 35 Metern mit fünf Blickfeld-LiDAR-Sensoren getestet, um das Gewicht eines Fahrzeugs eindeutig zu ermitteln und ein Kamerafoto des Nummernschildes auszulösen. Am Anfang dieser Erfassungsstrecke ist eine Flachwaage in die Fahrbahn integriert. Die Waage löst, sobald das Gewicht bei einer Achsenüberquerung auf die Waage auftrifft, einen Wiegevorgang aus. Aus den pro Achse gemessenen Einzelwerten wird das Gesamtgewicht eines Fahrzeugs ermittelt. Die Herausforderung dabei: Die Waage kann nicht feststellen, zu wie vielen Fahrzeugen die Achsen gehören, da nicht alle Autos zwei Achsen haben. Beispielsweise kann ein PKW mit Wohnwagen drei oder vier Achsen aufweisen, ein LKW vier, acht oder mehr. Wie erkennt das System nun, ob das gemessene Gewicht einem, zwei oder sogar noch mehr hintereinanderfahrenden Fahrzeugen zuzuordnen ist?
Mehrere Fahrzeuge im Messystem – wer wiegt wieviel?
Hier kommt die Fähigkeit der Blickfeld Cube 1-LiDAR-Sensoren ins Spiel. Sie erfassen das gesamte Testfeld dreidimensional, sodass erkannt werden kann, wie viele und welche Art von Fahrzeugen – PKW, LKW, PKW mit Wohnwagen, Transporter, Motorräder etc. – sich jederzeit an welcher Position der Messstrecke befinden und welchem das jeweils gemessene Gewicht bei Überquerung einer Achse zuzuordnen ist. Auf Basis dieser kombinierten Information – Gewicht plus Zuordnung zu einem Fahrzeug – kann nun jedem Fahrzeug eine Identifizierungsnummer (ID) zugeordnet werden. Diese ID ist die Voraussetzung dafür, dass das System die Kamera auslöst, wenn ein Fahrzeug das zulässige Gesamtgewicht überschreitet. Da LiDAR-Sensoren die Szenerie anonym erfassen, wird dabei das Recht auf Schutz personenbezogener Daten von Fahrerinnen und Fahrern jederzeit gewahrt.
Vom Test zur Praxis
Das Messsystem wurde kürzlich auf einem privaten Firmengelände so erfolgreich getestet, dass es die Volkmann Strassen- und Verkehrstechnik GmbH bereits dieses Jahr auf einer Bundesautobahn erstmals in der Praxis zum Einsatz bringen wird, um dort Brücken vor Überlastung zu schützen. Angesichts der zahlreichen gewichtsbeschränkten Brücken in Deutschland – allein 2700 gelten als sanierungsbedürftig und sollen bis 2030 modernisiert werden – ist eine rasche Ausweitung auf weitere Standorte wahrscheinlich.
