Thermal Fingerprint Messung

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1 Dokument-Nr. Version Gültig ab Dokumenten- Status Verteilerstatus Arbeitsgruppe Anzahl Seiten öffentlich PLaPB Planungshandbuch der ASFiNAG AUTOBAHNEN- UND SCHNELLSTRASSEN-FINANZIERUNGS-AKTIENGESELLSCHAFT Rotenturmstraße 5 9, 1010 WIEN, Telefon +43 (0) , Telefax + 43 (0)

2 Änderungsberechtigte Name Firma / Abteilung Telefon - Nummer Fax - Nummer E - Mail Portschy Kurt ASFINAG BMG / E&M +43 (0) (0) [email protected] Dokumentenfreigabe Erstellt von: Geprüft von: Freigegeben von: Gesellschaft/Abt./Name BMG / E&M / K. Portschy Gesellschaft/Abt./Name BMG / TU / J. Kloimstein Gesellschaft/Abt./Name BMG / E&M / R. List Datum: Datum: Datum: Gültigkeit Version: gültig von: gültig bis: Dokumentenhistorie Version gültig ab Dokumenten- Status Verteiler- Status Verantwortlicher Änderungsgrund öffentlich ASFiNAG Neuerstellung Druckdatum: Seite 2 von 9 Dokumentname: PLaPB

3 Inhaltsverzeichnis 1 Messvorschrift Allgemeine Anforderung an die Messung Ausführungszeitpunkt der Messungen Auswahlkriterien für Datum/Zeit der Messfahrten Anzahl der Messfahrten pro Messabschnitt Abstand der Messpunkte Ortsmessung Fahrbahnoberflächentemperatur (FBT) Lufttemperatur Sonstige Messgrößen Relative Luftfeuchte Windstärke und Windrichtung Validierung der Messergebnisse Datenformat Messergebnis Sonstige Bestimmungen... 8 Druckdatum: Seite 3 von 9 Dokumentname: PLaPB

4 1 Messvorschrift 1.1 Allgemeine Anforderung an die Messung Die Messung der Fahrbahnoberflächentemperatur (FBT) muss bei trockener Fahrbahn und berührungslos erfolgen. 1.2 Ausführungszeitpunkt der Messungen Die Messungen sind typischer Weise 3-4 Std. vor Sonnenaufgang zu starten und spätestens 0,5 Std. vor Sonnenaufgang (d.h. vor Beginn der solaren Einstrahlung) abzuschließen. 1.3 Auswahlkriterien für Datum/Zeit der Messfahrten Messdaten sind nur dann als gültige Messdaten anzusehen, wenn die Ermittlung der Messdaten unter speziellen, vorgegebenen atmosphärischen Bedingungen erfolgt. Die folgend angegebenen Stabilitätsklassen nach Pasquill sind als Bewertungskriterium der atmosphärischen Stabilität und damit als Auswahlkriterium für die Durchführbarkeit einer Messfahrt zu verwenden 1. Die Stabilitätsklassen definieren sich wie folgt: Stabilitätsklasse A B C D E F G Extrem Labil Labil Leicht Labil Neutral Leicht Stabil Stabil Extrem Stabil Tabelle 1: Definition der Stabilitätsklassen 1 Atmospheric Stability, ACT Emergency Services Bureau, Rick McRae, September 2001 Druckdatum: Seite 4 von 9 Dokumentname: PLaPB

5 Bodenwind Einstrahlung am Tag Bewölkung in der Nacht m/s stark mittel schwach Dünne Wolken oder 4/8 3/8 < 2 A A-B B 2 A-B B C E F 4 B B-C C D E 6 C C-D D D D > 6 C D D D D Klasse G wird für klare, windstille und kalte Nächte verwendet Tabelle 2: Stabilitätsklassen Stabilitätsklasse: Extreme Bedingungen : Windstille, wolkenloser Himmel, klare Sicht (typische Weise Hochdruckwetter): Diese Bedingungen lassen die Fahrbahn sehr rasch auskühlen und produzieren typischer Weise die größten Temperaturunterschiede entlang der Fahrstrecke. Stabilitätsklasse: Stabile Bedingungen : Mäßiger Wind, hohe bis mittelhohe Wolken. Die Fahrbahntemperaturunterschiede fallen geringer aus als bei Extremen Bedingungen. Stabilitätsklasse: Neutrale Bedingungen Mäßiger Wind, tiefliegende Wolkendecke, (typischer Weise Niederdruck): Diese Bedingung lassen die Fahrbahn relativ wenig abkühlen. Wolken reflektieren die Abstrahlungsenergie. Höhere Streckenabschnitte sind tendenziell kälter als tiefer liegende Streckenabschnitte. Die Messfahrten sind unter Extremen Bedingungen, Stabilen Bedingungen und Neutralen Bedingungen (optional) durchzuführen. Die Bewertung der für eine Messfahrt zu erwartenden atmosphärischen Stabilitätsklasse muss durch einen Meteorologen erfolgen (z.b. durch eine meteorologische Auskunft bei der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) oder vergleichbaren Wetter-dienste). Die Einholung einer diesbezüglichen Beurteilung durch einen Experten ist für jede Messfahrt nachzuweisen und zu dokumentieren. Druckdatum: Seite 5 von 9 Dokumentname: PLaPB

6 1.4 Anzahl der Messfahrten pro Messabschnitt Unter einer Messfahrt ist eine zeitlich nicht unterbrochene Vermessung eines Messabschnitts zu verstehen (Bemerkung: Die Messung darf lediglich für kurze Zeit zur Bestimmung der Windstärke an vorgegeben Streckenpunkten bzw. beim Wechsel der Richtungsfahrbahn zeitlich unterbrochen werden). Pro Messabschnitt ist eine Messfahrt unter Extremen Bedingungen, eine Messfahrt unter Stabilen Bedingungen und eine Messfahrt unter Neutralen Bedingungen (optional) durchzuführen. 1.5 Abstand der Messpunkte Der Mindestabstand der einzelnen Messpunkte voneinander muss 15 m sein. Es ist darauf zu achten, dass während der Messungen die auf Autobahnen und Schnellstraßen vorgeschriebene Mindestgeschwindigkeit (60 km/h) nicht unterschritten wird. Kann die Mindestgeschwindigkeit nicht eingehalten werden, muss das Messfahrzeug entsprechend den gesetzlichen Vorschriften abgesichert werden. 1.6 Ortsmessung Zur Aufnahme und Protokollierung der Positionsdaten der einzelnen Messpunkte ist das GPS-Format NMEA 0183 Version 2.3 zu verwenden. Das verwendete NMEA-Protokoll muss jedenfalls mindestens Angaben über Position (GPGGA-Datensatz), Anzahl der Satelliten (GPGSA-Datensatz) und Empfangsfeldstärke der Satelliten (GPGSV-Datensatz) enthalten. Messfehler (Ort): < ±10 m (für 95 % der Messpunkte) Zur Reduzierung des FMessfehlers ist die Nutzung von DGPS-Verfahren (z.b. EGNOS) anzustreben. Die Messung der Höhe des Messortes ist durchzuführen (+/- 20 m für 95 % der Messpunkte). 1.7 Fahrbahnoberflächentemperatur (FBT) Messbereich (FBT): -20 C bis 5 C Das für die Messungen verwendete Mess-Equipment muss Temperaturmessungen mit entsprechender Genauigkeit (siehe unten) im Bereich von -20 C bis + 5 C erlauben. Die Auswahl des Tages (der Tage) an dem die Thermal Fingerprint -Messungen durchgeführt werden, muss vom AN so erfolgen, dass der Mittelwert der aufgenommen Druckdatum: Seite 6 von 9 Dokumentname: PLaPB

7 Messwerte im Bereich von 15 C bis +1 C liegt. Jeder FBT-Messpunkt soll den Mittelwert über eine Messlänge von typischer Weise 5-12m repräsentieren. Messfehlergrenzen (FBT): relative Messfehlergrenze: ± 0,5 K absolute Messfehlergrenze: ± 1.5 K Die Zeitkonstante der Temperaturempfindlichkeit der verwendeten Messsensorik muss - unter Einhaltung aller genannten Bedingungen (z.b. Mindestgeschwindigkeit des Messfahrzeuges) der Gestalt sein, dass während des Ablaufs einer Zeitkonstante der zurückgelegte Weg des Messfahrzeuges < 15 m ist. Reproduzierbarkeit (FBT-Messwerte): 0.5 K Das Messequipment muss so ausgelegt sein, dass eine Reproduzierbarkeit von Temperaturmesswerten im zeitlichen Abstand von 10 min. an einer Fahrbahnoberfläche mit konstanter Temperatur (+/- 0.1 K) im Messbereich von -20 C bis +5 C im Bereich von +/- 0.5 K liegt. Ein Nachweis der Reproduzierbarkeit ist vom AN zu erbringen: Auflösung (FBT): 0.1 K 1.8 Lufttemperatur Das Hauptaugenmerk der Vermessung gilt der Fahrbahnoberflächentemperatur (FBT). Zusätzlich zur FBT soll zu jedem FBT-Messwert auch die Lufttemperatur (LT) erfasst wer-den. Für die Erfassung der Lufttemperatur gelten folgende Vorgaben: Messbereich: -25 C bis + 20 C Messfehlergrenze: ± 1 K Reproduzierbarkeit: 0.5 K Auflösung: 0.1 K 1.9 Sonstige Messgrößen Relative Luftfeuchte Am Beginn und am Ende einer Messstrecke ist die relative Luftfeuchtigkeit zu ermitteln: Messwertauflösung: 1 % Messfehlergrenze: ± 10% Windstärke und Windrichtung Am Beginn und am Ende sowie an - in Abstimmung mit dem AG - ausgewählten Punkten eines Messabschnitts sind Windmessungen durchzuführen: Windstärke (gemittelt über mind. 3 min.): Druckdatum: Seite 7 von 9 Dokumentname: PLaPB

8 Messwertauflösung: 0,1 m/s Messfehlergrenze: ± 0,8 m/s Anlaufwert: < 0,8 m/s Windrichtung (gemittelt über mind. 3 min.): Auflösung: ± Validierung der Messergebnisse Die FBT-Messdaten sind mittels einer parallel durchgeführten Kontaktmessung (Messfühler auf Fahrbahnoberfläche) an zumindest einer Stelle je Messfahrt zu validieren Datenformat Messergebnis Messergebnisse sind als csv-datei pro Messfahrt zur Verfügung zu stellen. Die Messwerterfassung hat wie oben beschrieben zu erfolgen. Pro Messfahrt sind zu dokumentieren: Messstrecke (inkl. Fahrtrichtung) Atmosphärischer Zustand während Messfahrt (Angabe eines Wetterdienstes) Tag der Messung Beginn der Messung Endzeitpunkt der Messfahrt Relative Luftfeuchtigkeit (am Anfang und am Ende der Messfahrt) Windstärke (an vorgegeben Punkten eines Messabschnitts) Windrichtung (an vorgegeben Punkten eines Messabschnitts) Pro Messpunkt sind anzugeben: Zeitpunkt (Stunde:Minute:Sekunde) Ort (Längen-/Breitengrad, Meereshöhe, Höhe über Grund nach WGS84) Fahrbahntemperatur (FBT) Lufttemperatur (LT) Weiters sind die am GPS-Empfänger aufgezeichneten NMEA-Datensätze (siehe oben) und die Messdaten der Validierung (Position, Messwerte (berührungslos, mit Bodenkontakt)) zu übermitteln Sonstige Bestimmungen Es sind folgende Punkte detailliert zu beschreiben: Beschreibung des anzuwendenden Messverfahrens- bzw. der Messmethodik Beschreibung des Messaufbaues Beschreibung der verwendeten Messgeräte und Messprogramme Druckdatum: Seite 8 von 9 Dokumentname: PLaPB

9 Beschreibung der als notwendig erscheinenden Beistellungen bzw. Hilfsleistungen Dritter (z.b. Autobahnmeisterei) Druckdatum: Seite 9 von 9 Dokumentname: PLaPB