Tesis:
Determinación automática de las cargas transportadas por los vehículos pesados mediante pesaje dinámico
- Autor: LEAL BERMEJO, Jesús Mª
- Título: Determinación automática de las cargas transportadas por los vehículos pesados mediante pesaje dinámico
- Fecha: 2018
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
- Departamentos: INGENIERIA CIVIL:TRANSPORTE Y TERRITORIO
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/52528/
- Director/a 1º: PARDILLO MAYORA, José María
- Resumen: El objetivo de la Tesis es elaborar un procedimiento para determinar de forma totalmente automatizada el peso de la carga transportada por los vehículos pesados mientras circulan por la carretera a su velocidad normal de recorrido, sin necesidad de que intervenga ningún operador. Para conseguir esto, se justifica en el texto que, de todas las técnicas existentes de recogida de datos del tráfico, la única que puede proporcionar los datos adecuados es el pesaje dinámico o pesaje en movimiento de vehículos (más conocido por su siglas en inglés WIM –Weigh‐in‐Motion‐). El procedimiento desarrollado para la determinación automática de la carga transportada consiste en restar del peso total del vehículo, que es proporcionado automáticamente por un sistema de pesaje dinámico instalado en la carretera, un peso en vacío o tara del vehículo, cuyo valor es, en principio, desconocido, pero que se puede aproximar asignando a cada vehículo la tara media del tipo de vehículo en que puede ser clasificado automáticamente por el sistema de pesaje dinámico. Con este objetivo, para determinar automáticamente el tipo de vehículo que pasa sobre el sistema de pesaje dinámico, ha sido preciso elaborar un procedimiento de clasificación basado principalmente en la longitud del vehículo, en el número de ejes de éste, en las distancias entre cada dos ejes y, aunque en casos especiales de difícil diferenciación entre tipos de vehículos muy semejantes se ha debido acudir a otros parámetros adicionales, como el peso total del vehículo. Una vez que el vehículo ha sido pesado dinámicamente y clasificado, se le asigna la tara media del tipo de vehículo de que se trate. Para ello, se han estudiado las taras medias proporcionadas por tres bases de datos de características de los vehículos: la de la campaña de pesaje dinámico en la Red de Carreteras del Estado realizada por el CEDEX, la de la Encuesta Permanente de Transporte de Mercancías por Carretera y la del Registro General de Vehículos de la Dirección General de Tráfico. Además se han estudiado las taras de los vehículos nuevos proporcionadas por los fabricantes de vehículos, remolques y semirremolques, que sirven para establecer tendencias futuras. Después de elaborar el procedimiento de determinación de las cargas transportadas, se ha realizado un ensayo en la carretera para determinar su exactitud al aplicarlo a una muestra real del tráfico pesado y así comprobar su validez. Para ello, se ha pesado estáticamente una muestra de 30 camiones y se han obtenido las taras reales de los vehículos de esta muestra y de otra mucho más amplia, de más de 600 vehículos. Estas taras reales se han utilizado para calcular las cargas reales transportadas, que se comparan con las cargas estimadas utilizando las taras medias asignadas. Los resultados de comparación de las cargas transportadas proporcionadas por el procedimiento elaborado en esta Tesis con las cargas reales transportadas por los vehículos muestran que muchas veces se cometen errores bastante grandes al estimar la carga de cada vehículo individual, por lo que no podría aplicarse el método desarrollado para determinar la carga de cada vehículo, pero en cambio, los errores son bastante reducidos cuando se trata de determinar la carga transportada por un conjunto más o menos grande de vehículos, como el que podría ser el del tráfico pesado total que circula por una carretera, obteniéndose unos errores totales de entre el 12% y el 15% según la base de datos de taras elegida. Además, si descuenta en estos errores la parte debida al sesgo del sistema de pesaje dinámico (aspecto que se podría corregir con una calibración adecuada), resulta que la componente del error debida a las simplificaciones del método está entre el 4% y el 6%, lo que demuestra su validez. Este método aproximado de determinación del peso de la carga transportada por un conjunto de vehículos permitiría obtener una estimación bastante precisa de un dato fundamental en economía del transporte, las t‐km transportadas, que constituyen un indicativo fundamental de la actividad económica de un país. ----------ABSTRACT---------- The purpose of this Doctoral Thesis is to develop a procedure for a totally automated process of estimating the weights of the loads transported by heavy vehicles as they travel on the road at their usual speed without the participation of any operator. To achieve this goal, it is proved that, among all the traffic data acquisition techniques, weigh‐in motion (WIM) of road vehicles is the only one that can provide the necessary data. According to the procedure for estimating the transported load that has been developed, the weight of the transported load by a heavy vehicle can be calculated as the difference between the vehicle’s total gross weight, provided by the WIM system installed on the road, and its tare weight (i.e. its vehicle curb weight), whose value is, in principle unknown, but that can be approximated by assigning the average curb weight of the vehicle type to which each specific truck is automatically classified by the WIM system. With this objective, a procedure for the automatic classification of vehicles has been elaborated, in order to determine the type of vehicle that has passed over the WIM system. This procedure is based on the number of axles of each vehicle, the separation between axles and vehicle length, although in special cases in which it is difficult to distinguish between two specific vehicle types, other additional parameters have been considered, such as the vehicle gross weight. Once the vehicle gross weight has been measured by the WIM system, the average curb weight of the vehicle type to which each specific truck is automatically classified by the WIM system is assigned to that specific truck. Three different sources of vehicle tares have been studied: the last Weighing Campaign in the National Road Network conducted between 2000 and 2003 by CEDEX, the Road Transport Permanent Survey conducted by the Road and Railway Transport Directorate and the Vehicle General Registry of the Traffic Directorate. In addition to those sources, characteristics of the new heavy vehicles have been studied, which have been provided by truck and trailer manufacturers. These data are used to establish future vehicle tare trends. Once the procedure for the automatic determination of transported loads has been prepared, a test on the road has been conducted in order to check the accuracy of the procedure for estimating the transported load, when it is applied to a real heavy traffic sample, so that it can be validated. In this trial, a sample which consists of 30 trucks has been statically weighed and their curb weights (tares) have been collected as well as those of a larger sample of more than 600 heavy vehicles. The estimates of the transported loads by the vehicles of these two samples have been determined using the procedure developed in this Thesis, and they have been compared with the real loads transported by the same trucks. The comparison of both values (the estimated load and the real one) for each truck gives the error of the procedure. The results obtained show that in many cases large errors have been obtained, which means that the procedure cannot be applied to obtain the transported load of each specific vehicle. However, the errors of the estimates of the load carried by a group of heavy vehicles (such as, all the vehicles that make up the traffic of a certain road) have also been calculated using this simplified procedure and the total error values obtained range from 12% to 15%, depending on the curb weight database used, which can be considered rather moderate. Moreover, if error component due to the bias of the WIM system is removed (which could be corrected with an appropriated calibration), the results show that the error component due to the simplified assumptions of the procedure ranges between 4% and 6 %, which proves the procedure validation. This approximated procedure for determining the weight of the transported loads by a group of vehicles enables an accurate estimate of an important transport economy data, such as the amount of t‐km transported, to be obtained, which are a fundamental indicator of the economic activity of a country.