Weigh-In-Motion (WIM): Pengukuran beban kendaraan bergerak
Sedikit berbagi mengenai pengukuran beban kendaraan bergerak dengan sistem Weigh-In-Motion (WIM). Bagi yang tertarik dengan bidang teknik sipil khususnya bidang transportasi jalan dan jembatan untuk lalu lintas kendaraan. Topik ini juga merupakan topik tesis saya untuk merencanakan beban kendaraan rencana untuk pembebanan jembatan lalu lintas. Dari tinjauan pustaka yang saya lakukan, saya rasa topik ini cukup baik untuk dibagikan agar lebih banyak orang yang mengetahui mengenai salah satu teknologi yang sedang berkembang di Indonesia ini.
Ilustrasi Sistem Weigh In motion. Sumber : http://www.bmpcoe.org/
1. Umum
Weigh-In-Motion (WIM) adalah sebuah metode pengukuran beban
kendaraan yang dapat dilakukan ketika kendaraan dalam kondisi bergerak.
Teknologi WIM ini adalah perkembangan terbaru dari pengukuran beban kendaraan
yang selama ini dilakukan secara statis, yaitu mengukur beban kendaraan dalam
kondisi berhenti di suatu lokasi pengukuran beban statis yang biasa disebut
jembatan timbang.
Data yang dapat
dikumpulkan dari WIM antara lain beban gandar (axle weight) dan beban
total (gross weight), jarak antar
gandar (axle spacing), klasifikasi
kendaraan, dan kecepatan kendaraan. Klasifikasi kendaraan yang dipakai alat
pengukur sistem WIM bisa disesuaikan dengan klasifikasi yang digunakan, misal
di Indonesia digunakan klasifikasi Bina Marga, seperti yang dikelompokkan dalam
pencacahan lalu lintas kendaraan.
2. Jenis Teknologi Sensor Weigh-In-Motion
Teknologi sensor WIM
terus berkembang seiring berjalannya waktu.Dari sekian banyak jenis teknologi sensor
WIM yang dikembangkan, ada beberapa jenis teknologi dasar yang sering digunakan
sebagai sensor untuk sistem WIM. Teknologi itu antara lain adalah strain gage, load cell, dan piezoelectric.
a. Load Cell
Sistem WIM dengan teknologi load cell seperti ditunjukkan Gambar di bawah ini, menggunakan sebuah pelat yang dilengkapi dengan load cell. Ketika kendaraan bergerak melintasi pelat, sistem merekam
beban dinamik yang bekerja pada load cell.
Jenis load cell yang digunakan dapat
berupa heavy-duty stainless steel
compression cell maupun hydraulic
load cell dengan kapasitas sangat besar.
![]() |
Load Cell. Sumber : Cardinal Scales |
![]() |
Aplikasi Weigh In motion tipe Load Cell. Sumber : FHWA |
b. Jembatan dengan Strain Gages
Sistem WIM ini
menggunakan strain gages di beberapa
titik pada struktur jembatan yang ditunjukkan Gambar di bawah ini Agar lebih sederhana, sistem ini biasanya digunakan pada jembatan
dengan sistem struktur statis tertentu, yaitu terletak pada dua tumpuan
sederhana, dengan lokasi pemasangan strain
gages biasanya ditempatkan di serat bawah tengah bentang jembatan maupun di
seperempat bentang jembatan. Ketika kendaraan melintasi jembatan, dapat
diketahui regangan yang tercatat pada strain
gages, yang kemudian dapat dianalisis balik untuk mendapat besaran beban
akibat regangan struktur jembatan yang terjadi.
![]() |
Aplikasi Weigh In motion tipe Strain Gages di Jembatan. Sumber : FHWA |
c. Piezoelectric
Sistem WIM dengan
teknologi sensor piezoelectric adalah
yang paling banyak digunakan untuk keperluan pengambilan data. Sistem sensor piezoelectric yang tipikal seperti pada Gambar di bawah ini pada dasarnya terdiri dari kawat tembaga, diselubungi oleh
material piezoelectric, dan dibungkus
lagi dengan tembaga yang memiliki sifat konduktor.
![]() |
Aplikasi Weigh In motion tipe Piezoelectric. Sumber : FHWA |
Selain itu, sensor jenis ini
dapat berbentuk WIM Strip seperti
terlihat pada Gambar di bawah ini. WIM Strip berbentuk
pelat alumunium yang dibalut karet sehingga dapat diletakkan dan direkatkan
pada permukaan perkerasan. Cara kerja dari sensor ini adalah saat tekanan diberikan pada material piezoelectric, arus listrik akan
terproduksi.
![]() |
Aplikasi Weigh In motion tipe Piezoelectric bentuk WIM Strip. Sumber : Puslitbang Jalan dan Jembatan, 2010 |
Sensor ini dipasang di perkerasan jalan dan beban kendaraan yang diterima sensor adalah yang ditransfer lewat perkerasan jalan. Dalam hal ini, karakter perkerasan juga mempengaruhi sinyal output dari sensor. Dengan menghitung dan menganalisis arus yang diproduksi, sensor dapat digunakan untuk menghitung berat dari roda yang melintas atau gabungan gandar dari kendaraan. Saat ini sudah diproduksi banyak variasi sensor piezoelectric dari bentuk, ukuran, pengemasan sensor, dan sebagainya, untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, pemasangan yang lebih mudah, dan jangka waktu pemakaian yang lebih lama.
3. Kelengkapan lain dari Sistem Weigh-In-Motion
Untuk keperluan
pengumpulan data yang lebih lengkap, pada umumnya sensor WIM dipasang dengan
kelengkapan dua putaran induktif (loop)
dan dua sensor pada setiap lajur yang dipantau. Sensor dipasang di perkerasan
jalan dengan orientasi tegak lurus arah lalu lintas, sementara kedua putaran
induktif (loop) dipasang di
perkerasan jalan dengan letak di depan dan belakang sensor WIM yang digunakan.
Fungsi loop adalah pengukur kecepatan kendaraan
yang melintas dengan cara mendeteksi roda saat melintasi bagian awal loop kemudian menghitung waktu tempuh
sampai roda tersebut melintasi bagian akhir loop,
sehingga kecepatan kendaraan dapat dihitung sebagai fungsi jarak antar bagian loop dengan waktu tempuh kendaraan
melintasi loop tersebut.
Semua kelengkapan
sensor WIM tersebut kemudian dihubungkan dengan data logger yang mencatat berupa data jumlah gandar kendaraan,
jarak antar gandar kendaraan, berat setiap gandar dan berat total kendaraan
tersebut. Data hasil pengukuran dari setiap kendaraan dan interval waktu akan
direkam dan disimpan kedalam memori. Interval waktu yang digunakan dapat diatur
sesuai dengan kebutuhan pengambilan data, misal interval harian, yaitu data
yang direkam akan disalin setiap hari (24 jam) kedalam 1 file. Proses pencatatan data yang digunakan adalah vehicle by vehicle sehingga alat akan
mencatat setiap kendaraan yang melintasi sensor. Layout tipikal penempatan
sensor dan alat (data logger) ditampilkan
pada Gambar di bawah ini.
![]() |
Layout tipikal Weigh In motion. Sumber : http://www.civil.iitb.ac.in/ |
Semoga informasi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.
Komentar
Posting Komentar