Projekt 15891/01

Reduktion des Streusalzverbrauches durch Einsatz eines intelligenten Straßenzustandsüberwachungssystems

Projektträger

Küpper-Weisser GmbH
In Stetten 2
78199 Bräunlingen
Telefon: 0771/601100

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Projektziel war die Untersuchung geeigneter Techniken und Komponenten zum Aufbau einer automatischen, sensorgestützten Streusalzdosierung im Winterdienst der Straßenreinigung. Hintergrund ist die jährliche Ausbringung von ca. 170.000 Tonnen Streusalz allein auf den Bundesautobahnen.
Durch ein von Küpper-Weisser entwickeltes und patentiertes System zur Erkennung der Straßentemperatur (ThermoMAT), welches seit 1991 in 200 Fahrzeugen eingebaut und im Winterdienst eingesetzt wird, besteht die Möglichkeit bis zu 30 % des Streusalzes einzusparen. Um eine verlässliche Dosierung des Streusalzes entsprechend dem Prinzip der Gefrierpunktserniedrigung zu ermöglichen, ist es notwendig den Straßenzustand und die Dicke der Wasserschicht zu bestimmen. Mit solch einem System wird ein Einsparpotenzial von nochmals 20 % Streusalz gegenüber der jetzigen ThermoMAT-Dosierung angestrebt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZu Beginn wurde das vorhandene Know-how analysiert und bewertet. Aus dieser Analyse wurden die Anforderungen an das MSR-System eruiert und in einem Lastenheft zusammengefasst. Dies diente während des Entwicklungsprozesses als Ergebniskontrolle.


Ergebnisse und Diskussion

Im Zuge dieses Entwicklungsprojektes konnten die physikalischen Gesetzmäßigkeiten bestimmt werden, die ein Sensorsystem zur Kontrolle des Straßenzustands beherrschen muss. Darauf aufbauend wurde ein System (Labormuster) entwickelt, dass unter idealisierten Bedingungen (ebener, gleichmäßiger Straßenbelag, geringe Wasseraufwirbelung) im praktischen Einsatz reproduzierbare und verwertbare Ergebnisse liefert. Mit potenziellen Auftragnehmern für einen F & E-Unterauftrag wurden verschiedene Konzepte für die Realisierung der Elektronik des Sensors erörtert. Anhand unserer Kenntnisse und Erfahrungen mit dem ThermoMAT-System wurden die wichtigsten Anforderungen an die Sensoren und Schnittstellen erörtert und deren Realisierung konzipiert. Mit einem Labormuster wurden zuerst unter Laborbedingungen die grundsätzlichen Funktionen getestet. Anschließend wurden mehrere Testfahrten unter typischen Einsatzbedingungen unternommen und die Messergebnisse ausgewertet. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurde das System bewertet und Verbesserungspotenziale erörtert. Diese flossen in ein Pflichtenheft ein, das als Vorgabe für den Bau eines Prototypen dienen wird. Im Rahmen der Entwicklung eines Prototypen müssen vor allem die Einwirkungen der Umgebung auf Optik und Elektronik kompensiert werden. Hierunter fallen Fahrzeugvibration, Straßenunebenheiten und Art des Straßenbelags. Im Vergleich zur Streusalzausbringung ohne messtechnische Berücksichtigung des Straßenzustandes könnten nach Einschätzung des Bewilligungsempfängers bei entsprechender Verbreitung des Systems auf deutschen Autobahnen und Bundesstraßen jährlich ca. 300.000 t Salz eingespart werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Nach Patentierung des Systems werden im Rahmen von Kunden- und Expertengesprächen die Ergebnisse der Entwicklungsarbeiten auf verschiedenen Messen, wie der IAA-Nutzfahrzeug in Frankfurt und in speziellen Fachzeitschriften, wie den VKS-News veröffentlicht. Offen ist derzeit noch, ob der Antragsteller einen Prototypen an einem der Fahrzeuge zu Demonstrationszwecken auf einer Fachausstellung der breiten Öffentlichkeit, wie z. B. der IFAT in München vorstellen wird.


Fazit

Der erreichte Entwicklungsstand am Labormuster (Kombination Mikrowelle und IR-Sensor) entspricht hinsichtlich der Genauigkeit der Wasserschichtdickenmessung und der Reproduzierbarkeit den Projektzielstellungen.
Noch notwendige Optimierungen am Prototypen und Marketingaktivitäten bei den potenziellen Kunden muss die Firma aus eigner Kraft leisten.
Die Küpper-Weisser GmbH geht davon aus, dass im Vergleich mit dem z. Z. eingesetzten ThermoMAT-Systems (Temperaturmeßsystem) mit Hilfe des entwickelten Sensorsystems beim Einsatz im Winterdienst eine Verringerung des Salzverbrauchs um bis zu 45 % gegenüber dem Verbrauch ohne Dosierungshilfe möglich wird.