NOWOCZESNE SYSTEMY ZIMOWEGO UTRZYMANIA DRÓG 2012
A G E N D A I. Kilka słów o firmie INTEGRA i BOSCHUNG II. Wtrącenie o silosach i magazynach HOLTEN III. BRD ZUD NORMA PN-EN 15518:2011 IV. Stacjonarny System Zapobiegania Gołoledzi (FAST) KSZR (ST) V. Rodzaje stacji meteo KSZR (ST) VI. BORRMA web przykład podsystemu KSZR VII. Przykładowe instalacje FAST i ceny VIII.Trochę o efektywności ekonomicznej IX. Referencje i podsumowanie
HISTORIA 1998 Sławomir Kamiński początki działalności w branży komunalnej 2003 branża lotnisk i dróg 2010 branża recyclingu 2011 nagroda Ministra Infrastruktury 1947 Marcel Boschung początki działalności w branży zimowego utrzymania dróg 1978 założenie Boschung mecatronic 1979 pierwsza instalacja FAST 2007 60-lecie firmy
ZAKŁADY PRODUKCYJNE Integra Główna siedziba Gdynia Integra Oddział Katowice Integra Magazyny, warsztaty i serwis Polska Boschung Granges Paccot Szwajcaria Boschung Heppenheim Niemcy Boschung Schmitten Szwajcaria Boschung Matran Szwajcaria Küpper-Weisser Bräunlingen Niemcy
EKOLOGIA ZIMOWE UTRZYMANIE DRÓG BEZPIECZEŃSTWO EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA
MAGAZYNY
SILOSY
SILOSY
BRD i ZUD Szczególne lokalizacje: - punkty mikroklimatyczne - mosty - wiadukty - estakady - bliskość wody - tunele Właściwości: - różnica temperatur - szybkie powstawanie śliskości - trudne do przewidzenia zachowanie - duże natężenia ruchu - wysokie prędkości lub zatory
NORMA PN-EN 15518:2011 Norma zharmonizowana PN-EN 15518:2011 Wyposażenie techniczne w zimowym utrzymaniu dróg Systemy Pogodowej Informacji Drogowej Część 1: Pojęcia ogólne i części składowe Część 2: Warunki pogodowe dotyczące drogi - Rekomendowane obserwacje i prognozowanie Część 3: Wymagania dotyczące wartości mierzonych przy pomocy sprzętów stacjonarnych
NORMA PN-EN 15518:2011 GŁÓWNE ZALETY 1. Zdefiniowanie pojęć i ujednolicenie nazewnictwa 2. Opis parametrów przez cechy: zakresu, dokładności i rozdzielczości 3. Cechy dostosowane do warunków europejskich (nie saharyjskich i nie polarnych) 4. Podział na parametry podstawowe i dodatkowe 5. Rezygnacja z opisu parametrów nie mających znaczenia dla dróg 6. Wyraźne zróżnicowanie między wartościami mierzonymi a obliczanymi 7. Rozdział zagadnień pomiaru przez stacje i prognozowania przez systemy 8. Zalecenia dotyczące trwałości GŁÓWNE BRAKI 1. Brak wyjaśnienia poszczególnych parametrów 2. Brak zaleceń do stosowania parametrów zwłaszcza dodatkowych 3. Brak zaleceń funkcjonalnych i projektowych wszystkie uwzględniono w ST dla KSZR
NORMA PN-EN 15518:2011 PARAMETRY PODSTAWOWE 1. Temperatura nawierzchni ( C) 2. Stan nawierzchni 3. Temperatura punktu zamarzania ( C)* 4. Temperatura powietrza ( C) PARAMETRY DODATKOWE** 1. Grubość warstwy cieczy (mm) 2. Temperatura podbudowy ( C) 3. Intensywność opadu (mm/h) 4. Głębokość pokrywy śnieżnej (cm) 1. Wilgotność względna powietrza (%) 2. Temperatura punktu rosy ( C)* 3. Rodzaj opadu 5. Prędkość wiatru (m/s) 6. Kierunek wiatru ( ) 7. Poryw wiatru (m/s) 8. Widzialność (m MOR) PARAMETRY DODATKOWE ST KSZR*** 1. Przyczepność nawierzchni 2. Ilość środka odladzającego (g/m 2 ) 3. Koncentracja środka odladzającego (%) 4. Sól resztkowa (%) * te parametry wymagają decyzji czy mają być mierzone czy kalkulowane ** te parametry wymagają decyzji czy mają być zastosowane i gdzie *** te parametry nie mogą być wymagane jako obligatoryjne
NORMA PN-EN 15518:2011 PRZYKŁAD - niezgodny z normą i ST KSZR Wymagania do przetargu na przygotowanie dokumentacji tradycyjnej lub PFU. PRZYKŁAD - zgodny z normą
NORMA PN-EN 15518:2011 PRZYKŁAD - zgodny z normą i ST KSZR Wymagania do przetargu na przygotowanie dokumentacji tradycyjnej lub PFU.
PRODUKTY GFS 3000 Znaki Zmiennej Treści (VLS) BORRMA web V-pad Generic V-pad FAST
Automatyczny System Zapobiegania Gołoledzi 1. Stacja pomp wraz ze zbiornikami, filtrami i sterowaniem 2. Elektrozawór z głowicą spryskującą 3. Rury zasilające 4. Stacja wczesnego ostrzegania GFS 3000 1 4 2 2 3 1 5 5. AKTYWNY czujnik stanu nawierzchni
1 STACJA POMP
Automatyczny System Zapobiegania Gołoledzi 1. Stacja pomp wraz ze zbiornikami, filtrami i sterowaniem 2. Elektrozawór z głowicą spryskującą 3. Rury zasilające 4. Stacja wczesnego ostrzegania GFS 3000 1 4 2 2 3 1 5 5. AKTYWNY czujnik stanu nawierzchni
2 GŁOWICE SPRYSKUJĄCE FAST Mini FAST Micro FAST
2 GŁOWICE SPRYSKUJĄCE FAST i Mini FAST 1-2 sek. spryskiwania 1 jednostka zaworowa / 16 m. Micro FAST 30 sek. 3 min. spryskiwania 1 jednostka zaworowa / 100 m.
2 GŁOWICE SPRYSKUJĄCE
Automatyczny System Zapobiegania Gołoledzi 1. Stacja pomp wraz ze zbiornikami, filtrami i sterowaniem 2. Elektrozawór z głowicą spryskującą 3. Rury zasilające 4. Stacja wczesnego ostrzegania GFS 3000 1 4 2 2 3 1 5 5. AKTYWNY czujnik stanu nawierzchni
3 RURY ZASILAJĄCE
Automatyczny System Zapobiegania Gołoledzi 1. Stacja pomp wraz ze zbiornikami, filtrami i sterowaniem 2. Elektrozawór z głowicą spryskującą 3. Rury zasilające 4. Stacja wczesnego ostrzegania GFS 3000 1 4 2 2 3 1 5 5. AKTYWNY czujnik stanu nawierzchni
4 STACJA WCZESNEGO OSTRZEGANIA GFS 3000 CZUJNIKI METEOROLOGICZNE OPAD ATMOSFERYCZNY ZASIĘG WIDOCZNOŚCI MASZT RPU (Remote Process Unit) WZGLĘDNA WILGOTNOŚĆ TEMPERATURA POWIETRZA CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE SIŁA I KIERUNEK WIATRU PROMIENIOWANIE SŁONECZNE POKRYWA ŚNIEŻNA CZUJNIKI STANU NAWIERZCHNI PASYWNE AKTYWNE
4 STACJA WCZESNEGO OSTRZEGANIA Nasza meteorologia powstała jako odpowiedź na pytanie: CO CHCEMY OŚIĄGNĄĆ TYLKO INFORMACJĘ O BIEŻĄCYM STANIE NAWIERZCHNI CZY WCZESNE OSTRZEGANIE ZANIM WYSTĄPI GOŁOLEDŹ
Automatyczny System Zapobiegania Gołoledzi 1. Stacja pomp wraz ze zbiornikami, filtrami i sterowaniem 2. Elektrozawór z głowicą spryskującą 3. Rury zasilające 4. Stacja wczesnego ostrzegania GFS 3000 1 4 2 2 3 1 5 5. AKTYWNY czujnik stanu nawierzchni
5 TEMPERATURA ZAMARZANIA (CZUJNIK AKTYWNY) TEMPERATURA ZAMARZANIA (temperatura punktu zamarzania freezing point temperature) podstawa wczesnego ostrzegania musi być dokładna (do 0,5 C) niezależnie od składu chemicznego cieczy musi być wynikiem pomiaru
5 TEMPERATURA ZAMARZANIA (CZUJNIK AKTYWNY) NaCl P E 23 % T E -21 C -7 C MgCl 2 P E 30 % T E -33 C -15 C CaCl 2 P E 31 % T E -51 C -15 C
5 CZUJNIK PASYWNY Zacznijmy jednak od wyjaśnienia czym jest: PASYWNY czujnik stanu nawierzchni Wykorzystuje pomiar konduktancji Temperatura nawierzchni Status nawierzchni (mokra - sucha) Grubość filmu cieczy Typ oblodzenia Podstawa do szacowania temperatury zamarzania
5 CZUJNIK AKTYWNY AKTYWNY czujnik stanu nawierzchni Wykorzystuje ogniwo Peltiera Schładza do 15 C poniżej bieżącej temperatury nawierzchni Mierzy temperaturę zamarzania Dokładność 0,5 C niezależnie od składu chemicznego cieczy
5 CZUJNIK AKTYWNY PORÓWNANIE
5 CZUJNIK AKTYWNY PORÓWNANIE c.d. Mierzona temperatura punktu zamarzania Obliczana temperatura punktu zamarzania Zakres pomiaru: od 30 C do + 0 C Zakres pomiaru: od 30 C do + 0 C Rozdzielczość: 0,1 C Rozdzielczość: 0,1 C Dokładność: ± 0,5 C w zakresie 0 C do - 15 C ± 1,5 C w zakresie - 15 C do - 30 C Wymóg musi być spełniony niezależnie od stosowanego chemicznego środka odladzającego (np. niezależnie od rodzaju użytych soli drogowych, ich mieszanin i środków trzecich). Podana dokładność ma być uzyskiwana przy spełnieniu następujących warunków: grubość warstwy cieczy na nawierzchni: 0,05 mm do 0,5 mm; pomiar dokonywany od temperatury nawierzchni 4 C. Dokładność: ± 0,5 C w zakresie 0 C do - 2,5 C ± 20% w zakresie - 2,5 C do - 30 C Spełnienie wymogu jest zależne od stosowanego chemicznego środka odladzającego (np. zależy od rodzaju użytej soli drogowej, ich mieszanin i środków trzecich). Podana dokładność ma być uzyskiwana przy spełnieniu następujących warunków: grubość warstwy cieczy na nawierzchni: 0,05 mm do 0,5 mm; określony (zdefiniowany) i stały środek odladzający; pomiar dokonywany od temperatury nawierzchni 4 C.
5 CZUJNIK AKTYWNY PORÓWNANIE c.d. PASYWNY AKTYWNY FUNKCJA bieżąca informacja wczesne ostrzeganie ZASADA POMIARU TEMPERATURA ZAMARZANIA DOKŁADNOŚĆ TEMPERATURY ZAMARZANIA WPŁYW SKŁADU CHEMICZNEGO CIECZY NA DOKŁADNOŚĆ POMIARU KALIBRACJA ZALETY WADY konduktancja (przewodność) obliczana (szacowana) niska (zaburzana przez substancje trzecie) wysoki (konduktancja zależy od składu, temperatury, etc) wymaga kalibracji do środka odladzającego podawanie bieżących informacji nie nadaje się do wczesnego ostrzegania ogniwo Peltiera (schładzanie) mierzona bardzo wysoka (do 0,5 C) nie ma wpływu (pomiar zawsze jest dokładny) nie wymaga bardzo dokładny pomiar temperatury zamarzania niska świadomość możliwości zastosowania
TYPY STACJI METEO GFS 3000 - stacje wczesnego ostrzegania Zastosowania: Drogi ZSZR Lotniska FAST Czujnik aktywny pomiar temperatury zamarzania Wyposażenie: czujniki pogodowe czujniki aktywne czujniki pasywne Czujnik pasywny bieżące parametry nawierzchni
TYPY STACJI METEO RCM 500 - stacje wsparcia systemów ITS Zastosowania: Drogi ZSZR Wyposażenie: czujniki pogodowe czujnik nawierzchni IT-Sens: Parametry czujnika IT-Sens Temperatura nawierzchni: Zakres: -40 C do +75 C Rozdzielczość: 0,1 C Temperatura zamarzania (obliczana) Temperatura podbudowy (opcja) Stan nawierzchni Grubość warstwy wody Zakres: -30 C do +0 C Rozdzielczość: 0,1 C Zakres: -30 C do +75 C Rozdzielczość: 0,1 C Sucha, mokra, wilgotna, zalana, śliska (lód, śnieg) Zakres: 0 mm do 10 mm Rozdzielczość: 0,01 mm Sól resztkowa 0% do 100% IT-Sens RS 485 do 1 km albo modem GPRS Otwarty protokół umożliwia export np. bezpośrednio do arkusza Excel
TYPY STACJI METEO RCO - samodzielna stacja wsparcia na bazie zdalnego pomiaru czujnika IR Parametry czujnika RCO Stan nawierzchni Temperatura nawierzchni Temperatura powietrza Grubość filmu wody Grubość lodu Grubość śniegu Sucha, wilgotna, mokra, oblodzona, zaśnieżona Zakres: -40 C do +65 C Rozdzielczość: 0.1 C Zakres: 0mm 2mm Rozdzielczość: 0.01mm Zakres: 0mm 10mm Rozdzielczość: 0.01mm Śliskość Zakres: 1 100 Rozdzielczość: 1 < 60 Ø ~45 cm
TYPY STACJI METEO THYGAN samodzielny system detekcji mgły Parametry czujnika THYGAN Temperatura punktu rosy (mierzona): Temperatura powietrza (mierzona): Wilgotność względna powietrza (obliczana): Detekcja mgły: Zakres: -60 C do +50 C Rozdzielczość: 0,01 C Zakres: -50 C do +55 C Rozdzielczość: 0,01 C Zakres: 4% do 100% Rozdzielczość: 0,01% Poziomy ostrzeżeń: 1: brak mgły 2: niebezpieczeństwo mgły 3: słaba mgła (150-300 m) 4: silna mgła (<150m) Zasadza działania: lustrzany termohigrometr Obudowa czujnika jest podgrzewana i powoduje wyparowywanie kropli wody. Lustro pomiaru punktu rosy mierzy wówczas sztucznie zwiększone parowanie.
WILGOTNOŚĆ WZGLĘDNA A TEMPERATURA POWIETRZA I PUNKT ROSY Temp.: Para: Wilgotność względna: 30 C 9,4 gram/m³ 31% Temperatura punkt rosy 20 C 9,4 gram/m³ 54% 10 C 9,4 gram/m³ 100% 5 C 9,4 gram/m³ MGŁA! (6,3 gr dla 100%!) Zdolność powietrza do wchłaniania wilgoci jest zależna od temperatury. Ciepłe powietrze może zaabsorbować więcej wilgoci niż zimne. W zimowym utrzymaniu niebezpieczeństwo pojawia się wtedy gdy współczynnik wilgotności jest wysoki a temperatura szybko spada Wówczas wilgoć zamienia się w rosę, szron a nawet może doprowadzić do
BORRMA web Integracja systemów stałych i mobilnych On-Line
BORRMA web
INNE FUNKCJE BORRMA web Integracja danych Eksport danych Moduł prognoz Analiza danych Instalacja FAST Oś czasu Historia Prognoza Ręczne uruchomienie spryskania Alarm stanu zbiorników Alarm otwartych drzwi
BRD UZASADNIENIEM STOSOWANIA INFORMACJE OGÓLNE Polska jest krajem od 10 lat znajdującym się na 1-szym miejscu w UE pod względem liczby ofiar i kosztów, jakie ponosi państwo z powodu tragedii drogowych Koszty te sięgają według Ministerstwa Infrastruktury aż 2%-3% PKB W Unii Europejskiej działania na rzecz poprawy BRD są uznawane za najbardziej rentowne. 1 mln Euro to granica racjonalnego inwestowania w uratowanie jednej ofiary WARUNKI ZIMOWE 10% wszystkich wypadków z uszkodzeniami ciała jest spowodowanych zimowymi warunkami drogowymi Wskaźnik wypadkowości na drogach pokrytych śniegiem i oblodzonych jest około 6 razy wyższy niż na drogach, które nie są śliskie Ciężkie obrażenia ciała są ok. 5 razy częstsze na drogach śliskich Koszt wypadków na drogach pokrytych śniegiem i oblodzonych jest aż 5,5 razy wyższy niż w przypadku dróg odlodzonych Społeczno-ekonomiczny koszt ofiary śmiertelnej jest blisko 7 razy wyższy od kosztu osoby rannej
BRD UZASADNIENIEM STOSOWANIA Wizja ZERO programu GAMBIT: ochrona życia i zdrowia drogi wybaczające błędy BRD na etapie projektowania poprawa wyposażenia dróg podnoszenie jakości ZUD monitorowanie warunków meteo wprowadzanie: - nowoczesnych środków zarządzania ruchem - aktywnych i pasywnych rozwiązań BRD - nowoczesnych rozwiązań telematycznych - Inteligentnych Systemów Transportowych - projektów pilotażowych
PRZYKŁADOWE INSTALACJE Estakady Okęcie 336 m x 1 2 x stacja meteorologiczna 1 x stacja pomp 2 x zbiornik ~200 tyś EURO
PRZYKŁADOWE INSTALACJE Tunel S7 Zakopianka 1 500 m x 2 4 x stacja meteorologiczna 2 x stacja pomp 4 x zbiornik ~1 300 tyś EURO
PRZYKŁADOWE INSTALACJE Tunel Wisłostrada 336 m x 3 2 x stacja meteorologiczna 2 x stacja pomp 2 x zbiornik ~450 tyś EURO
STYCZEŃ 2011 3 karambole w miesiąc 88 pojazdów 22 osoby ranne 2 ofiary śmiertelne KOSZT 10,87 mln PLN EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA Nie wliczono kosztów strat związanych z powstałymi zatorami (czas, środowisko, eksploatacja pojazdów) PRZYCZYNA: MGŁA I OBLODZENIE
LUTY 2012 1 karambol o północy 9 pojazdów 13 osoby ranne 2 ofiary śmiertelne KOSZT 0,77 mln PLN EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA Nie wliczono kosztów strat związanych z powstałymi zatorami (czas, środowisko, eksploatacja pojazdów) PRZYCZYNA: POŚLIZG CYSTERNY
EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA LUTY 2012 1 karambol 15 pojazdów 2 osoby ranne 0 ofiar śmiertelnych KOSZT 0,89 mln PLN Nie wliczono kosztów strat związanych z powstałymi zatorami (czas, środowisko, eksploatacja pojazdów) PRZYCZYNA: POŚLIZG CIĘŻARÓWKI
STYCZEŃ 2012 Zator od węzła Marsa 2h średni czas postoju 15km długość zatoru 123 zł koszt per capita KOSZT 1,06 mln PLN EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA Nie wliczono kosztów kolizji i wypadków (brak danych) PRZYCZYNA: MARZNĄCY DESZCZ
EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA
REFERENCJE REFERENCJE najważniejsze instalacje POLSKA ŚWIAT 1996 - Ice-Alert Lotnisko F. Chopina 1995 Szwajcaria 2003 - Tunel Wisłostrada 1998 Słowacja 2011 - Estakady Żwirki i Wigury - Okęcie 2011 Ice Alert lotnisko Wrocław Starachowice 2003 Austria ASFINAG 2007 tunel Bolu Dağı/Turcja 3064 m
REFERENCJE GDDKiA KRBRD IBDIM MI NAGRODA W KONKURSIE O GRAND PRIX MINISTRA INFRASTRUKTURY TARGÓW INFRASTRUKTURA 2011
DZIAŁALNOŚĆ REKLAMY KONGRESY TARGI POKAZY ARTYKUŁY TARGI KONFERENCJE SZKOLENIA
PODSUMOWANIE Dziękuję za uwagę
Jan Szczerbiński Manager ds. Projektów Drogowych Tel.: 797-591-027 E-mail: j.szczerbinski@integra.gd.pl INTEGRA"SŁAWOMIR KAMIŃSKI" ul. Gołębia 1 81-185 GDYNIA http://www.integra.gd.pl TEL. +48 (0) 58 69 939 00 FAX +48 (0) 58 69 939 00 ODDZIAŁ KATOWICE ul. Al. Rozdzieńskiego 190 b 40-203 Katowice TEL. +48 (0) 32 78 100 86 FAX +48 (0) 32 78 100 83 Grafiki użyte w prezentacji pochodzą ze źródeł firm Integra i Boschung oraz z Internetu