Weigh-in-Motion¶

Weigh-in-Motion (WIM, динамическое взвешивание, взвешивание в движении) — технология измерения полной массы транспортного средства и нагрузки на каждую ось без его остановки, непосредственно во время движения по дорожному полотну. Системы WIM используются для контроля перегруза, сбора данных для проектирования дорожных конструкций и взимания платы за проезд.

¶Принцип работы

Основной элемент системы WIM — датчики, встраиваемые в дорожное покрытие. При наезде колеса на датчик фиксируется сила давления, которая преобразуется в электрический сигнал. По совокупности сигналов от всех осей вычисляется полная масса транспортного средства, масса, приходящаяся на каждую ось, межосевые расстояния, скорость и габариты (по числу сработавших датчиков).

Используются несколько типов датчиков:

• Пьезоэлектрические — генерируют заряд при деформации; наиболее распространены, работают при любой погоде.
• Кварцевые — отличаются высокой точностью и долговечностью, но дороже и требуют глубокой заделки в покрытие.
• Тензометрические (на основе тензорезисторов) — применяются на пунктах с низкой скоростью движения.
• Оптоволоконные — устойчивы к электромагнитным помехам, но менее распространены.

Для классификации транспортного средства и привязки данных к конкретному автомобилю система дополняется индуктивными петлями, видеокамерами и лазерными сканерами габаритов.

¶Точность и ограничения

Точность WIM ниже, чем у статических весов. Погрешность зависит от типа датчиков, состояния дорожного покрытия и поведения водителя (резкое торможение или ускорение искажает показания). По классификации Международной организации законодательной метрологии (OIML), системы делятся на классы точности: от 0,5 % до 10 % погрешности. Высокоточные системы (класс 5) применяются для правоприменительных целей, низкоточные (класс 10) — для статистического сбора данных.

На точность влияют температура покрытия, износ датчиков, а также «подпрыгивание» осей на неровностях. Для компенсации применяются алгоритмы усреднения по нескольким проездам и калибровка по эталонным автомобилям.

¶Применение

¶Контроль перегруза

Главная задача WIM в России и мире — выявление транспортных средств с превышением допустимой массы. Системы устанавливаются на федеральных трассах и подъездах к крупным городам. В России с 2021 года действуют автоматические пункты весогабаритного контроля (АПВГК), работающие на технологии WIM: перегруз фиксируется автоматически, штрафы выписываются владельцу транспортного средства без участия инспектора.

¶Взимание платы

В ряде стран (Германия, Австрия, Польша) WIM используется для расчёта дорожного сбора с грузового транспорта: плата зависит от фактической массы и числа осей, а не от заявленных параметров.

¶Проектирование дорог

Данные WIM о фактических нагрузках на ось позволяют проектировщикам точнее рассчитывать толщину дорожной одежды и прогнозировать срок службы покрытия. Такие исследования проводятся на специальных полигонах и магистралях с интенсивным грузовым движением.

¶Научные исследования

Агрегированные данные WIM используются для изучения потоков грузового транспорта, моделирования транспортных нагрузок и оценки эффективности логистических маршрутов.

¶Преимущества и недостатки

К преимуществам WIM относят:

• отсутствие задержек транспорта (не требуется остановка);
• автоматизация контроля без участия человека;
• возможность непрерывного сбора статистики;
• высокую пропускную способность пунктов контроля.

Недостатки:

• меньшая точность по сравнению со статическими весами;
• высокая стоимость оборудования и монтажа;
• чувствительность к состоянию дорожного покрытия;
• необходимость регулярной калибровки и поверки.

¶Развитие в России

В России технология WIM внедряется в рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги». К 2024 году на федеральных трассах действовало несколько сотен пунктов АПВГК, работающих в автоматическом режиме. Системы размещаются в местах с интенсивным движением грузового транспорта, преимущественно на подъездах к Москве, Санкт-Петербургу, портам и крупным промышленным узлам. Планируется расширение сети с охватом всех основных грузовых коридоров.

¶Источники

• OIML R 134-1:2006 «Automatic instruments for weighing road vehicles in motion».
• ГОСТ Р 54879-2011 «Весы автомобильные для взвешивания в движении».
• Материалы ФКУ «Росдормониторинг» о системе весогабаритного контроля.
• Отчёты Федерального дорожного агентства (Росавтодор) о внедрении АПВГК.