การหาความเร็วและระยะห่างระหว่างเพลาของยานพาหนะบนสะพานจากสัญญาณความเครียด

Abstract

ระบบ Weigh-in-motion (WIM) เป็นระบบที่ใช้ในการหาน้ำหนักบรรทุกของยวดยานพาหนะขณะกำลังเคลื่อนที่บนถนนหรือสะพานโดยวัดการตอบสนองของส่วนโครงสร้างที่รับน้ำหนักบรรทุก ซึ่งการประยุกต์ใช้ระบบดังกล่าวกับสะพานจะให้ค่าน้ำหนักที่ถูกต้องกว่ากับถนนเพราะผลของแรงกระแทกจากรถซึ่งกระทบต่อการประมาณน้ำหนักมีต่ำกว่า อย่างไรก็ดีวิธีในการหาน้ำหนักรถบรรทุกซึ่งเคลื่อนที่บนสะพานให้ได้ความถูกต้องสูงนั้นจำเป็นต้องทราบค่าความเร็ว ระยะห่างระหว่างเพลา และตำแหน่งของเพลารถในแต่ละช่วงเวลา ให้ใกล้เคียงความเป็นจริงมากที่สุด ในทางปฏิบัติ อุปกรณ์ที่ใช้วัดผลตอบสนองของส่วนโครงสร้างสะพานนิยมใช้อุปกรณ์วัดความเครียด ดังนั้นจึงเกิดแนวคิดที่จะนำอุปกรณ์ดังกล่าวมาช่วยในการหาระยะห่างระหว่างเพลา และความเร็วรถด้วย โดยในงานวิจัยนี้ได้นำเสนอวิธีการในการต่อพ่วงมาตรวัดความเครียดในวงจรบริดจ์เพื่อสร้างกราฟสัญญาณความเครียดที่สามารถระบุเวลาที่เพลงรถอยู่บนหน้าตัดที่ติดมาตรวัดความเครียดได้แม่นยำขึ้นทำให้สามารถนำไปใช้คำนวณหาความเร็วของรถและระยะห่างระหว่างเพลาได้ถูกต้องขึ้นด้วย นอกจากนั้นการต่อพ่วงมาตรวัดที่เสนอ ยังสามารถใช้ในการระบุจำนวนเพลาของรถแต่ละช่องการวิ่งของรถได้อีกด้วย งานวิจัยนี้ทำให้การตรวจสอบความถูกต้องของวิธีที่นำเสนอด้วยการทดสอบแบบจำลองย่อส่วนของสะพานและรถบรรทุก ในส่วนของสะพานจำลองนั้นเป็นสะพานเหล็กที่มีขนาดความกว้าง ความยาว และความหนา เท่ากับ 50 ซม. 200 ซม. และ 1 ซม. ตามลำดับ และในส่วนของรถบรรทุกจำลองเป็นรถบรรทุกชนิดสองเพลา โดยมีอัตราส่วนน้ำหนักเพลาหน้าต่อเพลงหลังเป็น 1.0 และ 0.33 โดยแต่ละอัตราส่วนมีระยะห่างระหว่างเพลาเป็น 15 ซม. 20 ซม. 25 ซม. 30 ซม. 40 ซม. 50 ซม. 60 ซม. 70 ซม. จากการทดสอบ พบว่าสัญญาณความเครียดที่ได้จากการต่อพ่วงมาตรวัดที่เสนอ สามารถระบุจำนวนเพลาและช่องการวิ่งได้ถูกต้อง ส่วนในแง่ของความเร็วรถพบว่า มีความคลาดเคลื่อนอยู่ในช่วง ±10 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่ ระยะห่างระหว่างเพลาที่คำนวณได้มีความคลาดเคลื่อนอยู่ในช่วง ±7 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเมื่อนำวิธีการที่นำเสนอนี้ไปเปรียบเทียบกับวิธีที่เสนอโดยนักวิจัยในอดีต พบว่าวิธีที่เสนอในงานวิจัยนี้ให้ความถูกต้องในการหาความเร็วและระยะห่างเพลาดีกว่ามาก