Om een goed beeld te krijgen van de verkeerssamenstelling op de weg, wordt er gemonitord op voertuigcategorie. Dat resulteert dan in bijvoorbeeld cijfers over intensiteit en gemiddelde snelheid per categorie. De bron voor deze gegevens zijn vaak de bekende lussen in de weg. In deze bijdrage gaat de auteur echter in op twee alternatieve meetmethoden: passief infrarood en laser. Hoe werken deze technieken en hoe nauwkeurig zijn ze?
Willen we het verkeer op de weg categoriseren naar type voertuig, dan gebruiken we in Nederland vaak lusdetectie. De inductielussen geven een beeld van de lengte van passerende voertuigen en op basis van deze lengteverdeling wordt een categorisering afgeleid naar bijvoorbeeld personen- en vrachtauto’s.
Ideaal is voertuigcategorisering op basis van lussen echter niet. De indeling naar lengte sluit niet altijd aan op de behoeften van de datagebruikers. In milieustudies bijvoorbeeld wordt een onderscheid gemaakt tussen licht, middelzwaar en zwaar verkeer en dat laat zich niet een-op-een vertalen naar categorisering op basis van lengte.
Een ander probleem is dat er steeds minder metaal en steeds meer kunststof (denk aan de bumpers) in de voertuigen wordt verwerkt. Dat vermindert de nauwkeurigheid van lengtemetingen met inductielussen.
In dit artikel richten we onze blik daarom op twee andere technieken waarmee we het verkeer kunnen categoriseren: passief infrarood en laser. Hoe werken deze methoden? En hoe verhouden de meetresultaten zich met die van lusdetectie?
De werking van passief infrarood
Passieve infraroodsystemen detecteren infraroodstraling, die niet waarneembaar is met het blote oog. Elke geïnstalleerde detector werkt met meerdere detectiezones: over een lengte van enkele meters houdt de detector zo verschillende stukjes van een rijstrook in de gaten. Op basis van het thermische stralingscontrast van een bewegend voertuig tegen de stralingsachtergrond van de weg kan de detector ‘zien’ of er een voertuig in een zone aanwezig is. Door de informatie uit de verschillende detectiezones te combineren wordt vervolgens bepaald of er een voertuig passeert en wat de richting, lengte en snelheid van dat voertuig is.
Met passief infrarood kunnen we categoriseren op basis van zowel de fysieke lengte als de fysieke hoogte van voertuigen. Door de hoogte- en lengte-informatie te combineren is het mogelijk een scherp profiel van het voertuig te creëren.
Voor een goede werking van het systeem is het van belang dat de passief infrarood dwars op de rijrichting wordt geplaatst. Per detector kan één rijstrook worden bemeten. Voor het bemeten van meerdere rijstroken moeten de detectoren op verschillende hoogten worden geplaatst om problemen met de afdekking te voorkomen.
Op dit moment worden passieve infrarooddetectoren in opdracht van NDW gebruikt op de rijkswegen in Noord- en Oost-Nederland en in de provincie Overijssel.
Het lasermeetsysteem
Een ander type meetsysteem is de laser. Een lasermeetsysteem beschikt normaliter over meerdere lasers. Het systeem in figuur 1 bijvoorbeeld bestaat uit twee lasers, waarbij de ene laser roteert over de breedte van de rijstrook en de andere beweegt in het midden over de rijstrook. De laserscanner meet de tijd die het duurt om teruggekaatst te worden en weet daarmee of er een voertuig onder het meetsysteem aanwezig is of dat dit gewoon de weg is.
Op basis van de metingen wordt van elk passerend voertuig een 3D-profiel gemaakt en dat wordt weer gekoppeld aan bekende profielen, zoals personenvoertuig, camper, gelede vrachtwagen enzovoort. Het 3D-model kan ook worden vertaald naar de lengte van het voertuig, waarmee het aansluit bij de voertuigcategorisering op basis van lussen.
Het is het beste de lasers boven de weg te plaatsen, op een recht stuk weg. Langs de weg plaatsen kan wel, maar de nauwkeurigheid is dan iets minder. Een ander aandachtspunt is dat lasersystemen vrij veel stroom verbruiken, meer dan passieve infraroodsystemen.
NDW gebruikt laser momenteel niet voor permanente meting, maar alleen voor referentiemetingen – zie ook de volgende alinea’s. In het buitenland is voertuigcategorisering op basis van laser wel gebruikelijk.
Ervaringen
NDW voert met enige regelmaat referentiemetingen uit om de bestaande data-inwinning te controleren. Naast de door of voor NDW gebruikte apparatuur wordt dan een aantal dagen een (betrouwbaar) referentiesysteem geplaatst. Ook nieuwe meetmethoden worden aan zulke tests onderworpen.
Als de referentiemeting expliciet gericht is op voertuigcategorisering, gebruiken we verschillende camera’s in combinatie met zichtbare maatstrepen op de weg. Eén camera wordt dwars op de weg geplaatst, zodat het volledige voertuig in beeld wordt genomen. Een tweede camera plaatsen we boven de rijstrook voor het tellen en verifiëren van de categorisering. De aldus verzamelde beelden worden handmatig nagelopen. Minuten waarin er grote afwijkingen zijn tussen de tellingen op basis van het beeld en de overige meetmethoden worden zelfs voor een tweede keer bekeken.
NDW heeft de afgelopen jaren drie keer zo’n referentiemeting voor voertuigcategorisering uitgevoerd. De metingen vonden plaats op autosnelwegen, te weten de A1 tussen Barneveld en Hoevelaken (twee keer) en de A58 tussen Tilburg-Reeshof en Bavel. Op de A1 is in eerste instantie een vergelijking gemaakt tussen de camerabeelden enerzijds en de detectielussen, passief infrarood en laser anderzijds. Op de A58 zijn de camerabeelden vergeleken met de detectielussen en laser.
De detectielussen op de A58 en de A1 zijn van verschillende leveranciers, maar gaven vergelijkbare resultaten. Alle onderzochte meetmethoden scoorden erg goed voor het tellen van de voertuigen. Tussen 6:00-22:00 (tijdvenster gekozen met het oog op de zichtbaarheid van de camerabeelden) hebben de lussen, infrarood en de laser een afwijking ten opzichte van de camerabeelden van minder dan 1%. Als we echter kijken naar de totalen van de voertuigcategorieën, dan zijn de verschillen groter. Voor de voertuigcategorisering scoort de lasermeting het beste. Bij de referentiemeting op de A58 – vergelijking camera met lus en laser – kwamen de afwijkingen van de verhoudingen per voertuigcategorie voor lasermetingen op minder dan 2%, tegenover afwijkingen van 5% bij de lusmetingen. Op de eerste A1-meting deed ook infrarood het minder dan laser, maar met 3,5% afwijking ten opzichte van de camerametingen bleef infrarood wel vóór de lussen.
De A58-meting en de eerste A1-meting gaven voldoende vertrouwen in de categorisering en tellingen van de lasermeting om de tweede A1-referentiemeting anders in te richten: de lasermeting werd nu ingezet als eerste vergelijking (referentie) in plaats van het arbeidsintensieve proces van camerabeelden en handmatig tellen. Ook in deze tweede meting scoorde infrarood iets minder dan laser, maar beter dan detectielussen (afwijkingen van de verhoudingen bleven onder de 3,5%).
Tot slot
Categorisering op lengte is heel goed mogelijk met andere technieken dan detectielussen. Metingen met passieve infrarooddetectoren en met laser leiden zelfs tot betere resultaten dan met detectielussen. Een overstap naar infrarood of laser zou weliswaar tot een kleine ‘trendbreuk´ kunnen leiden, met cijfers die afwijken van de lusmetingen ervoor, maar die resultaten sluiten dan wel beter aan op de werkelijkheid.
Overigens is de kwaliteit van categorisering op basis van lusdetectie misschien nog te verbeteren. Door het versterken van het signaal zou het mogelijk moeten zijn om meer inzicht te verkrijgen in het profiel van een voertuig. Toekomstige referentiemetingen moeten uitwijzen in hoeverre het percentage afwijkingen daarmee is terug te dringen.
___
De auteur
Marthe Uenk-Telgen MSc is senior verkeerskundig adviseur bij NDW.
