Funktionalisierung straßenseitiger Sensoren zur Generierung komplexer verkehrsbedingter Belastungsdaten

In Teilprojekt B02 werden die auf die Straße einwirkenden Verkehrslasten für das Belastungsmodell des Digitalen Zwillings Straße erfasst. Hierfür werden straßenseitige Sensoren untersucht und funktionalisiert. Perspektivisch soll die im TP A03 entwickelte sensitive Deckschicht als Sensor fungieren und diese Daten erzeugen. Um bereits in der Anfangsphase des Projekts Belastungsdaten zur Verfügung zu stellen, werden Daten aus Weigh-In-Motion-Anlagen, die auf piezoelektrischen Sensoren basieren, herangezogen. Solche Anlagen erfassen die statischen und dynamischen Radlasten. Als Novum wird die Ableitung der Trajektorien der Räder fokussiert. Mit lokaler Erfassung der Trajektorien ist es möglich, die Belastungen auf der Oberfläche der Fahrbahn zu verorten und mithin hochpräzise Daten zur Lastverteilung zu generieren.

Im Vordergrund steht die Entwicklung neuartiger Auswertealgorithmen unter Einbezug geeigneter polynomialer Bewegungsmodelle, Mustererkennungs- und Clusteringverfahren. Die Entwicklung erfolgt dabei bereits im Hinblick auf die sensitive Deckschicht. Weiterhin werden die vorgesehenen Sensoren hinsichtlich der verfügbaren Datenqualität, wie erreichbare Auflösung und Präzision, grundlegend untersucht. Zudem werden eine Datenbank aufgebaut und Validierungsmethoden erarbeitet. Das Ergebnis sind zeitkontinuierliche, mehrdimensionale Funktionen, welche die Position und Größe der Lasten sowie zusätzliche Merkmale wie das Schwingverhalten beschreiben und zu einem einzelnen Fahrzeugdatensatz verbunden werden. Die Übertragung dieser bereichsweise ermittelten Daten auf große Streckenabschnitte erfolgt mit der gesamtheitlichen Datenfusion in TP B03.