Development and Evaluation of High Speed weigh-in-motion system

Maintenance of the roads and bridges is a major issue for all road administrators around the world, and various initiatives are being implemented in each region for the purpose of controlling the ever increasing road maintenance cost while ensuring the safety of the vehicles driving. Efforts for such initiatives have also been made in Asia and initiatives for managing heavy-weight vehicles have recently gained momentum in Korea and Japan. We have developed a technology for unevenly installing bar-shaped sensors (piezo quartz sensors) to enable dynamic axle load measurement at a highly accurate level, and have estimated our measurement accuracy of axle load/gross weight, etc. on an actual road. The measurement accuracy of the axle load/gross weight varies significantly depending on the number of sensors installed. In our implementation, the target accuracy was set to below ${\pm}5%$ for gross weight measurement so that automatic regulation can be applied. We have achieved our target by installing 8-point measurement system. However, to have this technology widely accepted, it was necessary to reduce the system size so that it can be easily implemented. Therefore, we have estimated the relationship between the measurement accuracy and the system size (number of measurement points), and have come up with the proposal of 3-point measurement as an optimum number of measurement points, and have estimated its performance on an actual road. Additionally, we evaluated the relationship between the measurement accuracy and vehicle velocity.

고속축하중측정시스템의 개발과 평가

도로와 교량을 관리하고 유지보수 하는 일은 전 세계의 도로 관리자들에게는 중요한 문제이며, 차량 주행의 안전성을 확보하고 도로유지 비용의 증가를 막기 위하여 세계의 여러 나라에서 다양한 시책이 이루어지고 있다. 아시아에서도 이러한 유사한 노력을 해왔으며 최근에는 차량 중량에 대한 시책이 한국과 일본 등에서도 본격화 되고 있다. 본 연구에서는 이러한 여건에 기여하기 위해서 불균등 간격으로 막대 모양 센서(Piezo Quartz 방식)를 설치하여 높은 정확성으로 동적 축중량 계측을 가능하게 하는 기술을 개발하였으며, 실제 도로에서 축중량과 총중량 등의 계측 정확도를 평가하였다. 축중량과 총중량 등의 계측 정확도는 센서의 배치 수에 따라서 차이가 있다. 본 연구에서는 자동단속을 실현하기 위하여 총중량 계측 정확도의 오차범위를 ${\pm}5%$ 이하의 목표로 개발을 하여 8-point 계측 시스템에 의해 그 목표를 달성했다. 그러나, 이 시스템이 널리 이용되기 위해서는 용이하게 보급되어 질 수 있도록 적합한 시스템 규모로 사이즈를 소형화하는 것이 무엇보다 시급하다. 따라서, 계측의 정확성과 시스템 규모(계측점 수)와의 관계를 평가하였고, 최적의 계측점 수로써 3-point 측정을 제안하여 그 성능을 실제의 도로상에서 평가를 하였다. 또한, 본 연구에서는 대형 차량의 성능 향상에 따른 고속화에 대하여 평가 및 검토를 하였다.