Dr. rer. nat. Björn Siemer
A. Messprinzip
Rz. 1
Bei den Lichtschrankenmessgeräten werden prinzipiell zwei verschiedene Typen unterschieden. Zum einen die Lichtschranke und zum anderen der Einseitensensor. Beide Messanlagentypen haben eine unterschiedliche Datenauswertung, stimmen aber in einigen grundlegenden Eigenschaften überein. So arbeiten beide nach dem gleichen Messprinzip und haben eine ähnliche Fehleranfälligkeit. Auf diese beiden Punkte soll zuerst eingegangen werden, worauf eine Zusammenstellung der zugelassenen Lichtschrankenmessgeräte folgt.
Rz. 2
Die Geschwindigkeitsmessgeräte, die nach dem Prinzip der Lichtschrankenmessung arbeiten, verwenden den Abstand mehrerer optischer Signale in Bezug zu einer festen Wegbasis, um so einen Geschwindigkeitswert bestimmen zu können. Dieses wird in der Abbildung 1 (Rdn 3) verdeutlicht.
Dabei wird die Messanlage seitlich von der zu überprüfenden Strecke positioniert, so dass der Öffnungswinkel der Sensoren senkrecht über die Fahrbahn zeigt. In der Abbildung 1 (a) ist dieses mit den gestrichelten Linien dargestellt. In der Regel ist ein Messgerät dieser Bauweise mit mindestens drei Sensoren ausgestattet. Die Sensoren nehmen dabei jeweils ein Helligkeitssignal auf. Hierbei handelt es sich je nach Geräteversion um die Umgebungshelligkeit (Einseitensensor) oder um die Helligkeit einer vom Messgerät erzeugten Lichtquelle. Im letzteren Fall ist auf der dem Sensor gegenüber liegenden Seite ein Lichtsender aufgestellt (Lichtschranke). Falls ein bestimmtes Signalmaximum (z.B. Kontraständerung) oder ein Signalabbruch oder -anstieg (Unterbrechung der Lichtschranke) an einem Sensor von der Messanlage registriert wird, ergibt sich eine Zeitmarke für die Position des Sensors. Da jede Messanlage mit mindestens drei Sensoren ausgestattet ist, können mehrere Zeitdauern tx zwischen den einzelnen Sensoren bestimmt werden. Da der Abstand sx zwischen diesen bekannt ist (Messbasis), können somit mehrere Geschwindigkeitswerte vx pro Messung bestimmt werden.
Rz. 3
Abbildung 1: (a) Messprinzip der Lichtschrankenmessanlagen (b) Notwendigkeit der Nivellierung (c) Abtastfehler.
Rz. 4
Welche Anzahl an Geschwindigkeitswerten bestimmt wird und welcher der ermittelten Werte dann zum Vorwurf gemacht wird, ist messanlagenspezifisch.
Die verschiedenen Lichtschrankenmessanlagen können dabei unterschiedliche Fahrbahnbreiten in beide Fahrrichtungen überwachen.
B. Allgemeine Fehlermöglichkeiten
I. Nivellierung
Rz. 5
Da bei Lichtschrankenmessgeräten die bekannte Messbasis eine elementare Bedeutung hat, darf diese nicht verändert werden. Dies ist der Fall, wenn die Sensoren nicht parallel zur Fahrbahnoberfläche ausgerichtet sind. Nur bei einer parallelen Ausrichtung kann die bekannte Basislänge zwischen den einzelnen Sensoren garantiert werden. Ist der Sensor relativ zur Fahrbahnneigung schräg ausgerichtet (Abbildung 1 (b), Rdn 3), verkleinert sich die Messbasis und ein zu hoher Geschwindigkeitswert wird von der Messanlage ermittelt. Daher ist es besonders wichtig, dass der Messbeamte vor Inbetriebnahme des Messgerätes die Parallelität mittels der Neigungswasserwaage überprüft.
Bei der Justierung der Parallelität des Messgerätes muss der Messbeamte sehr sorgfältig vorgehen. Er übernimmt die Steigung der Fahrbahn in Längsrichtung mit einer Neigungswasserwaage und setzt diese auf die dafür vorgesehene Position auf dem Messgerät. Dieses kann jetzt so justiert werden, dass es die gleiche Neigung wie die Fahrbahn aufweist. Dabei muss der Beamte darauf achten, dass er die Neigungswasserwaage nicht um 180° dreht und so die falsche Steigung überträgt.
Um auszuschließen, dass sich der Sensorkopf während der Messung aufgrund eines unebenen Bodens (Moos, Moor) oder Vibrationen dejustiert, muss bei den meisten Messgeräten nach der Messung die Neigung des Sensorkopfes erneut überprüft werden.
Diese Kontrollen sollten auch im Messprotokoll bestätigt werden.
II. Stufenprofilmessung
Rz. 6
Zu Fehlmessungen kann es kommen, wenn nicht alle drei Sensoren den gleichen Punkt eines Fahrzeugs erfassen oder die Lichtstrahlen nicht durch den gleichen Punkt unterbrochen werden. Besitzt ein Fahrzeug in kritischer (Lichtstrahlen-)Höhe ein sogenanntes Stufenprofil (beispielsweise eine nach vorne herausragende Stoßstange) ist es möglich, dass die Sensoren hintereinander liegende Punkte des Fahrzeugs erfassen. Dies kann bei einer nicht ordnungsgemäßen Justierung, Fahrbahnunebenheit oder Schwankungen des Betroffenenfahrzeuges auftreten. Liegen die Punkte überdies äquidistant zueinander und wird das Fahrzeug nur an diesen Punkten registriert, kann es zu einer vom Gerät nicht erkannten Fehlmessung (Abtastfehlmessung) kommen (Abbildung 1 (c), Rdn 3).
Die Problematik der Abtastfehlmessung trat bei den älteren Versionen der Lichtschranken auf. Mittlerweile wurden sämtliche Lichtschrankenmodelle so umgebaut, dass sie nicht nur registrieren, wann ein Lichtstrahl unterbrochen wird, sondern auch, wann er durch die Ausfahrt des Fahrzeuges wieder freigegeben wird. Dadurch wird eine Mehrfachmessung realisiert. Dass ein Pkw vorne wie hinten ein kritisches Profil besitzt,...