Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen von Eis-, Reif- und Schneeglätte auf Fahrbahnen und anderen Verkehrsflächen, bei dem mit Hilfe reflektierter Strahlung festgestellt wird, ob die Fahrbahn trocken, naß oder glatt ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Man kann die Glätte einer Fahrbahn durch mechanische Mittel feststellen, die zum Beispiel an einem Fahrzeug angebracht sind. Verfahren der eingangs genannten Art verwenden solche mechanischen Fühler nicht, sondern stellen mit Hilfe reflektierter Strahlung fest, ob die Fahrbahn trocken, naß oder glatt ist (DE-PS 30 23 444, DE-PS 29 12 645, DE-OS 36 40 539, DE-OS 41 33 359). Mit solchen Verfahren kann zwar auf mehr oder weniger zuver¬ lässige Weise festgestellt werden, ob die Fahrbahn im Moment glatt ist oder nicht. Es kann aber nicht mit diesen Verfahren festgestellt werden, ob die Fahrbahn vielleicht nach ganz kurzer Zeit glatt werden wird. Eine entsprechende Vorwarnung wäre aber unbedingt wünschenswert. So könnten einerseits die Kraftfahrer vorgewarnt werden, daß in Kürze mit Glätte zu rechnen ist, so daß sie ihre Fahrweise rechtzeitig auf den sich ändernden Straßenzustand einstellen können. Noch wesentlicher ist es aber, daß der Straßen- und Streudienst vorgewarnt werden könnte. So könnte einerseits sichergestellt werden, daß der Straßendienst rechtzeitig alarmiert wird und rechtzeitig Gegenmaßnahmen gegen die Glätte, insbesondere das Streuen

durchführen kann. Wenn eine solche Vorhersage möglich ist, werden nicht nur Kosten eingespart, indem das Personal nicht unnötig mit Streutätigkei¬ ten beschäftigt wird. Wesentlicher ist noch, daß unter bestimmten Voraus¬ setzungen überhaupt nicht gestreut werden muß. Dadurch werden einerseits unnötige Umweltschäden durch Salz vermieden. Auch die Kosten für das Streumittel und Streupersonal und die möglichen Schäden an Kraftfahrzeugen und/oder Straßen, Brücken usw. können stark vermindert werden, wenn nur dann gestreut wird, wenn dies tatsächlich notwendig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem der Zeitpunkt zukünftiger Glättezu¬ stände vorhergesagt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß Meßgrößen, unter denen mindestens die Fahrbahntemperatur ist, gemessen, ihre zeitliche Änderung extrapoliert und daraus den Zeitpunkt des Eintretens eines zukünftigen Glättezustandes vorausberechnet und angezeigt wird.

Das Gefrieren von Oberflächen ist ein sehr komplexer Vorgang, der von sehr vielen Parametern abhängt, zum Beispiel der Temperatur der Fahrbahn, der Luftfeuchtigkeit, dem Taupunkt der Luft, dem Zustand und der Oberflächen¬ beschaffenheit der Fahrbahn, der Anwesenheit von Salzen in Wasser, das sich auf der Fahrbahn befindet, usw.. Man sollte daher meinen, daß eine Vorhersage aufgrund der Tatsache, daß so viele Parameter erheblich sind, nicht möglich ist. Dieses Vorurteil wurde von der Erfindung überwunden. Tatsächlich ist es mit der Erfindung möglich, in fast allen Fällen eine zuverlässige Vorhersage zu machen, die über einen Zeitraum bis von unge¬ fähr 2 Stunden vorgenommen werden kann. Das Verfahren arbeitet dabei sehr zuverlässig und vermag nur bei plötzlich einsetzendem Regen- oder Schnee¬ fall nicht vorherzusagen. Dagegen wird plötzlich eintretende Glätte jedoch erkannt.

Bei einem einfachen Verfahren wird bei nasser Fahrbahn lediglich die Fahrbahntemperatur gemessen und Glätte für den Zeitpunkt vorausgesagt, an dem diese die Gefriertemperatur der Fahrbahn erreicht. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß sich die Fahrbahntemperatur stetig

ändert. Als Gefriertemperatur wird man bei einer einfachen Ausführungsform einfach 0°C, d.h. die Gefriertemperatur von Wasser annehmen.

Diese Gefriertemperatur kann aber je nach Straßenoberfläche und insbeson¬ dere bei Salzgehalt des auf der Fahrbahn befindlichen Wassers einen ande¬ ren Wert haben, nämlich tiefer liegen. Um hier eine noch zuverlässigere Voraussage zu ermöglichen, kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, daß die Gefriertemperatur mit Hilfe einer kühlbaren Meßstelle in der Fahrbahn bestimmt wird. Man wird zu diesem Zweck von Zeit zu Zeit die Meßstelle solange abkühlen, bis das Wasser gefriert. Die entsprechende Temperatur wird dann gemessen und als Gefriertemperatur des Wassers auf der Fahrbahn für die Voraussagen verwendet. Anschließend kann dann die Kühlung abgeschaltet werden, so daß die Meßstelle nach einiger Zeit wieder die normale Temperatur einnimmt und diese normale Temperatur an dieser Meßstelle dann gemessen werden kann. Das sich an das Abkühlen anschließende Erwärmen der Meßstelle kann auch durch Heizelemente erfol¬ gen, so daß die Meßstelle ihre ursprüngliche Temperatur schneller wieder erreicht.

Die Kühlung wird zweckmäßigerweise mit einem oder mehreren Peltierelemen¬ ten bewirkt, die besonders einfach und vollständig wartungsfrei sind.

Die Temperaturmessung wird zweckmäßigerweise digital erfolgen mit einer Auflösung von ± 0.005 Grad, um den naturgemäß sehr flachen Temperaturgra¬ dienten sicher darzustellen.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren verwendet man für das Messen der Gefriertemperatur und das Messen der Fahrbahntemperatur nicht eine Meßstelle, sondern zwei separate Meßstellen, so daß die Fahrbahntemperatur auch während der Zeiten gemessen werden kann, während der die Gefriertem¬ peratur bestimmt wird.

Bei trockener Fahrbahn wird zweckmäßigerweise so vorgegangen, daß die Fahrbahntemperatur und die Taupunkttemperatur gemessen werden und Glätte für den Zeitpunkt vorausgesagt wird, wo die Fahrbahntemperatur sowohl die Taupunkttemperatur als auch die Gefriertemperatur erreicht oder unter¬ schreitet.

Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das Verfahren erst begonnen wird, wenn die Lufttemperatur, die laufend gemes¬ sen wird, einen vorgegebenen Wert unterschreitet, der insbesondere bei + 5°C liegen kann. Vorteilhafterweise wird die Messung nach Überschreiten des vorgegebenen Wertes der Lufttemperatur wieder eingestellt, um nicht unnötige Energie zu verbrauchen; dies geschieht aber erst, wenn der Fahr¬ bahnzustand nicht mehr glatt ist. Dadurch soll verhindert werden, daß die Glättewarnung aufgegeben wird, wenn die Lufttemperatur über den Gefrier¬ punkt steigt, die Fahrbahn aber noch glatt ist. Durch das Verfahren soll ja nicht nur der Zeitpunkt der Glätte vorhergesagt werden, sondern auch momentan bestehende Glätte angezeigt werden.

Vorteilhafterweise wird auch die Luftfeuchtigkeit gemessen, wobei dann zum Beispiel aus Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Taupunkt bestimmt werden kann.

Wenn die Meßstelle, bei der die Glätte gemessen wird, nicht nur mit einer Kühleinrichtung, sondern auch einer Heizung versehen ist, kann nicht nur die Gefriertemperatur, sondern auch die Auftautemperatur gemessen werden, die im Falle von Unterkühlung vor dem Gefrieren natürlich von der Gefrier¬ temperatur verschieden ist. Auf diese Weise kann eine tatsächliche Ge¬ friertemperatur bestimmt werden, bei der ein Gefrieren auftreten kann, falls keine Unterkühlung auftritt.

Die auf diese Weise bestimmte Gefriertemperatur wird vorteilhaft auch zur Bestimmung der Restsalzmenge auf der Fahrbahn herangezogen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die Meßstelle für den Fahrbahnzustand eine Beleuchtungseinrich¬ tung mit einer breitbandigen Infrarotlichtquelle und zwei Sensoren für das von der Fahrbahn zurückgestreute Licht aufweist, von denen der eine im wesentlichen im Bereich des Absorptionsmaximums von flüssigem Wasser und der andere im wesentlichen im Bereich des Absorptionsmaximums von Eis empfindlich ist.

Eine Vorrichtung mit einer Lichtquelle und zwei Sensoren für das von der Fahrbahn zurückgestreute Licht ist zwar bekannt (DE-PS 30 23 444), bei der

einerseits direkt reflektiertes und andererseits gestreutes Infrarotlicht empfangen wird. Mit dieser Vorrichtung sind aber ebensowenig Vorhersagen möglich wie mit einer Vorrichtung die zwei Lichtquellen und einen Detektor aufweist (DE-AS 27 12 199). Bei der letztgenannten Vorrichtung beleuchten die beiden Lichtquellen, die Licht unterschiedlicher Wellenlängen aus¬ strahlen, nacheinander den Detektor, so daß auf komplizierte Weise immer wieder eine Umschaltung des Detektors bzw. der Auswerteelektronik vorge¬ nommen werden muß, was noch umständlicher wird, wenn die Infrarotstrahlung gepulst oder amplitudenmoduliert wird, um Einflüsse durch Fremdlicht auszuschalten.

Durch die Vorrichtung der Erfindung wird auf besonders zweckmäßige Weise von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß die Absorptionsmaxima von Wasser und Eis für Infrarotlicht bei unterschiedlichen Wellenlängen liegen. Glätte liegt dann vor, wenn das Infrarotlicht mit einer Wellenlänge, die höherer Absorption von Eis entspricht, stärker absorbiert wird.

Zweckmäßigerweise ist die Infrarotlichtquelle eine Halogenlampe. Das Licht wird zweckmäßigerweise moduliert, insbesondere amplitudenmoduliert oder pulsmoduliert, um verfälschende Einflüsse durch Fremdlicht oder Wärme¬ strahlung von außen zu vermeiden.

Die Sensoren müssen auf bestimmte Wellenlängenbereiche ansprechen und weisen zu diesem Zweck optische Bandpaßfilter auf.

Zweckmäßigerweise weist die Meßstelle einen Sensor im Fahrbahnbelag auf, mit dem die Justierung der Infrarotlichtquelle überprüfbar ist. Fällt auf den Sensor nämlich kein Infrarotlicht mehr, so wird die Meßstelle nicht beleuchtet, so daß eine Störung angezeigt werden kann.

Um Witterungseinflüsse zu minimal isieren und um die Störanfälligkeit zu verringern, sind zweckmäßigerweise die Beleuchtungseinrichtung und die Sensoren zu einer Einheit zusammengefaßt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einer grafischen Darstellung das spektrale Transmissionsver¬ halten von Wasser und Eis im nahen Infrarotbereich;

Fig. 2 in einer prinzipiellen Darstellung die Vorrichtung zur Erfassung des Aggregatzustandes einer Wasserschicht;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Vorhersage des Straßen¬ zustands;

Fig. 4 im Schnitt schematisch eine Meßstelle zur Feststellung der Gefriertemperatur und des Fahrbahnzustandes;

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 4 eine Meßstelle zur Messung der Fahrbahntemperatur;

Fig. 6 bis 8 drei Diagramme, die die thermischen Vorgänge bei der Eis- und Reifglättebildung darstellen;

Fig. 9 eine andere Ausführungsform einer Meßstelle mit Lichtleitern;

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der Meßstelle mit Anordung der Lichtleiterenden parallel zueinander;

Fig. 11 eine weitere Ausführungsform der Meßstelle mit Anordnung der Lichtleiterenden unter einem Winkel;

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform der Meßstelle mit Anordnung der

Lichtleiterenden bündig mit der Oberfläche der aktiven Fahrbahn¬ meßstelle; und

Fig. 13 den prinzipiellen Aufbau des Sensors mit Beleuchtung von oben und Auswertung in einer weiteren Ausführungsform der aktiven Fahrbahnmeßstelle.

In Fig. 1 ist anhand eines Diagrammes das Transmissionsverhalten im Wel¬ lenlängenbereich des nahen infraroten Lichtes einer flüssigen Wasser-

schicht 1 dem Transmissionsverhalten einer gefrorenen Schicht 2 gleicher Dicke gegenübergestellt.

Es zeigt sich, daß das gesamte Transmissionsspektrum beim Gefrieren von Wasser, bedingt durch die festere Bindung der Wassermoleküle im Kristall¬ gitter des Eises um einen bestimmten Betrag zu längeren Wellenlängen hin verschoben wird. Insbesondere erscheint ein Absorptionsmaximum λ^, , ^r f1.maxi des flüssigen Wassers, das durch Kombinationsschwingungen der Wassermole¬ küle verursacht wird und bei 1450 nm Wellenlänge auftritt, bei Eis bei

1500 nm Wellenlän er stark absorbierende Wellen- längenbereiche tritt eine ähnliche Verschiebung von etwas 50 nm auf. Der Effekt ist weitgehend unabhängig von der Art und dem Gehalt an gelösten Salzen.

Fig. 2 zeigt das Prinzip des Glättesensors zur berührungslosen Erfassung des Aggregatzustandes einer Wasserschicht.

Gemäß dem Verfahren zur Erfassung des Aggregatzustandes einer Wasser¬ schicht 23 auf der Oberfläche einer in die Fahrbahnoberfläche 3 einge¬ lassenen aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 wird diese durch eine geeignete Beleuchtungseinrichtung 5 mit Infrarotlicht mit einem breiten Spektrum, d.h. es sind alle Wellenlängen in einem größeren Spektralbereich vorhan¬ den, beleuchtet. Um den spektralen Einfluß ausschließlich der Schicht auf der Oberfläche zu erhalten, wird das vom Grund der Schicht gestreute Licht, welches somit durch die Schicht hindurchgetreten ist, durch zwei oder mehrere Lichtempfänger 6,7 mit jeweils geeigneter spektraler Em¬ pfindlichkeit empfangen. Ein erster Empfänger 6 ist für einen Wellenlän¬ genbereich um ein Absorptionsmaximum flüssigen Wassers λr, _{1 (} ein

^{3 r 3} fI .maxi' zweiter Empfänger 7 ist für Wellenlängen im Bereich eines Absorptions¬ maximums λr* i von Eis empfindlich. Wenn weder Wasser noch Eis vorhan¬ den ist, liefern jeweils zwei der Empfänger 6,7 gleiche Signale. Der Quotient der beiden Signale ist 1.

Wird eine trockene Oberfläche abgetastet, gilt für die Signale der Em¬ pfänger:

S _j = S ₂ (la)

und für den Quotienten der Signale

^S l

- = 1 (lb) s ₂

Bei der Anwesenheit flüssigen Wassers liefert der erste Empfänger 6 ein kleineres Signal Sl und der zweite Empfänger 7 ein größeres Signal S2. Der Quotient der Signale ist kleiner als 1.

Es ergibt sich

^S l S _j < S ₂ und — < 1 (2)

^S 2

Wenn gefrorenes Wasser vorhanden ist, liefert der erste Empfänger 6 ein größeres Signal Sl und der zweite Empfänger 7 ein kleineres Signal S2. Der Quotient der beiden Signale ist größer als 1.

Es gilt:

^S l S, > S ₂ und — > 1 (3)

^S 2

Zur Bestrahlung der Oberfläche der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 mit breit- bandigem Licht im infraroten Wellenlängenbereich zwischen 1 und 2 μm dient eine Halogenglühlampe 8, deren Licht durch eine geeignete Optik 9 auf die Oberfläche einer aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 gebündelt wird. Um Störungen durch das Umgebungslicht auszuschalten, wird das von der Lampe 8 abge¬ strahlte Licht durch einen Modulator 10 in der Amplitude variiert. Diese Komponenten sind in einer Beleuchtungseinheit 5 zusammengefaßt.

Das von der Oberfläche der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 zurückgestreute Licht 11 wird durch zwei oder mehrere Empfänger 6,7 aufgefangen, die sich vorzugsweise in der Nähe der Beleuchtungseinheit 5 befinden. Diese Empfän¬ ger bestehen jeweils aus einer Optik 12, die die beleuchtete Oberfläche

einer aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 auf einen infrarotempfindlichen Detektor 13 abbilden. Im Strahlengang vor jedem Detektor 13,13' befindet sich ein optisches Bandpaßfilter 14,14', das nur für Licht in dem gewünschten Wellenlängenbereich durchlässig ist. Jedes Filter 14,14' ist durchstimm- bar, um fertigungsbedingte Streuungen der Filtercharakteristik ausgleichen zu können. Das Signal S1.S2 des Detektors 13,13' wird durch einen Vorver¬ stärker 15 verstärkt und in einer Signalvorverarbeitungseinheit 16 durch einen Synchrongleichrichter phasensynchron zur Modulation des Sendelichtes 17 gleichgerichtet. Die Beleuchtungseinheit 5 liefert dazu ein Trägersig¬ nal 18 mit der Frequenz der Beleuchtungsmodulation. Am Ausgang eines dem Synchrongleichrichter 19 phasensynchron nachgeschalteten Tiefpaßfilters 20 liegt das jeweilige spektrale Signal S1',S2' zur Weiterverarbeitung an. Die Auswertung erfolgt vorzugsweise durch Bildung des Verhältnisses von Signalen in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, wodurch Schwankungen in der Helligkeit der Beleuchtung und Veränderungen des Absorptionsver¬ haltens der Oberfläche der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 weitgehend elimi¬ niert werden. Diese Berechnung kann in einer separaten analogen Rechenein¬ heit oder in der zentralen Auswerteeinheit 21 erfolgen.

Die Bestrahlung und Beobachtung der Oberfläche 22 der aktiven Fahrbahnme߬ stelle 4 erfolgt unter einem solchen Winkel, daß direkte Reflexionen von der Oberfläche in die Empfänger 6,7 ausgeschlossen sind, da Licht, welches nicht durch eine vorhandene Schicht 23 hindurchgetreten ist, das Meßergeb¬ nis verfälschen würde.

Beleuchtungseinheit 5 und die Lichtempfänger 6,7 können in einer Einheit als Glättesensor 24 zusammengefaßt sein.

Fig. 3 zeigt das Blockbild der gesamten Vorrichtung zur Erfassung des Straßenzustandes und der Vorhersage von Straßenglätte.

Die vom Glättesensor 24 erzeugten Signale Sl' und S2' werden nach der Aufbereitung in einer Signalvorverarbeitungseinheit 16 in einer zentralen Auswerteeinheit 21 miteinander verknüpft.

Das Verhältnis der beiden Signale S1',S2' erfährt beim Gefrieren einer Wasserschicht 23 eine Änderung von Werten <1 nach Werten >1. Diese

Änderung kann erfaßt und als Kennwert für den aktuellen Aggregatzustand der Schicht 23 verwendet werden.

Um die Gefriertemperatur T zu erhalten, ist in die durch die beiden Emp¬ fänger 6,7 erfaßte Oberfläche der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 ein sehr genaues erstes Temperaturmeßgerät 25 eingebaut. Durch eine eingebaute Kühlvorrichtung 26 kann die Oberfläche 22 der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 gegenüber der Umgebung abgekühlt werden. Die Temperatur T der Oberfläche 22 der aktiven Fahrbahnmeßstelle wird der zentralen Auswerteeinheit 21 zugeführt. Während des AbkühlVorganges der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 wird der Aggregatzustand durch den Glättesensor 24 laufend überwacht. Sobald Eisbildung auf der Oberfläche 22 der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 erkannt wird, wird die momentane Oberflächentemperatur Tl in der zentralen Auswerteeinheit 21 gespeichert und die Kühlung abgeschaltet, so daß sich die Oberfläche der aktiven Fahrbahnmeßstelle langsam wieder erwärmt. Bei einer bestimmten Temperatur taut die Eisschicht wieder auf, was durch den Glättesensor erkannt wird. Die Auftautemperatur T2 wird ebenfalls erfaßt.

Da die Wasserschicht 23 vor dem Gefrieren möglicherweise unterkühlt war, kann die Auftautemperatur T2 von der Gefriertemperatur Tl verschieden sein.

In der zentralen Auswerteeinheit 21 wird aus beiden Temperaturen T1,T2 die tatsächliche Gefriertemperatur ermittelt.

Durch die Berücksichtigung sowohl eines Abkühl- als auch eines Erwärmungs¬ zyklus wird ein mögliches Temperaturgefälle in der Oberfläche 22 der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 weitgehend eliminiert.

Um die tatsächliche Oberflächentemperatur der Fahrbahnoberfläche 3 zu erhalten, befindet sich an einer Stelle in der Nähe der aktiven Fahrbahn¬ meßstelle 4 eine passive Fahrbahnmeßstelle 27, die dieselben Oberflächen¬ eigenschaften wie die aktive Fahrbahnmeßstelle 4 besitzt. Jedoch wird lediglich ihre Oberflächentemperatur To2 durch ein dem ersten Temperatur¬ meßgerät 25 gleiches zweites 28 ermittelt. Diese Temperatur wird ebenfalls der zentralen Auswerteeinheit 21 zugeführt.

Die zentrale Auswerteeinheit 21 ist mit Vorzug als digitaler Rechner ausgeführt, der neben den Berechnungen auch sämtliche Steueraufgaben für die Anlage übernimmt.

Wenn die aktive Meßstelle 4 nicht gekühlt wird, nimmt sie nach kurzer Zeit die Temperatur der umgebenden Fahrbahn 29 an, so daß durch die laufende Überwachung des Aggregatzustandes einer Wasserschicht 23 durch den Glätte¬ sensor 24 auch das Erkennen tatsächlichen Auftretens von Glätte möglich ist.

Ein Sensor für die Luftfeuchtigkeit 30 dient zur Erfassung dieses Para¬ meters, welcher ebenfalls der Auswerteeinheit 21 zugeführt wird. Außerdem wird durch ein weiteres Temperaturmeßgerät 31 die Lufttemperatur erfaßt und an die zentrale Auswerteeinheit 21 weitergeleitet. Über einen Datenbus 32 ist die zentrale Auswerteeinheit 21 zum Beispiel mit einer Ausgabeein¬ heit 33 in einer Überwachungszentrale verbunden. Hier werden angezeigt: Die Vorhersage des Glättezeitpunktes 34, tatsächlich vorhandene Glätte 35, die Fahrbahntemperatur 36, die Lufttemperatur 37, die Luftfeuchte 38 und der Taupunkt 39.

Fig. 4 stellt die aktive Meßstelle dar. Die aktive Meßstelle 4 dient dazu, eine vorhandene Oberflächenschicht 23 zum Gefrieren zu bringen, bzw. Reif aus der Luftfeuchtigkeit zu erzeugen, und die jeweilige Oberflächentempe¬ ratur genau zu ermitteln.

Diese Meßstelle besteht aus einer Deckplatte 40, deren Oberfläche 22 teilweise mit einer Beschichtung 41 mit geeigneten optischen Eigenschaften (hoher Reflexionsgrad, Reflexion des eingestrahlten Lichtes 17 in nahezu dieselbe Richtung wie die Einstrahlung) versehen ist. Diese Deckplatte 40 kann durch einen darunter angebauten Kühler 26, der vorzugsweise thermo- elektrisch nach dem Peltier-Prinzip arbeitet, weit unter die Umgebungs¬ temperatur heruntergekühlt werden, um sicher unter die Gefriertemperatur einer Feuchtigkeitsschicht 23 zu kommen. Die beim Kühlvorgang entstehende Wärme wird in die umgebende Fahrbahn 29 abgegeben. Die aktive Fahrbahn¬ meßstelle 4 ist zweiteilig gestaltet, wobei in ein fest in die Fahrbahn¬ oberfläche 3 eingebautes Grundmodul 42 die Komponenten der aktiven Me߬ stelle 4 zwecks leichter Austauschbarkeit eingebaut sind.

Die aktuelle Temperatur der Deckplatte 40 wird durch einen sehr genauen Temperaturfühler 25, der knapp unterhalb der Oberfläche 22 eingebaut ist, erfaßt. Als Temperaturfühler kann zum Beispiel ein Schwingquarzthermo¬ meter, welches eine sehr gute Auflösung der Temperatur bei guter Langzeit¬ konstanz liefert, eingesetzt werden.

Die aktive Fahrbahnmeßstelle 4 ist bündig mit der Fahrbahnoberfläche 3 montiert.

Zur Sicherstellung, daß der Glättesensor 24 genau auf die aktive Fahrbahn¬ meßstelle 4 ausgerichtet ist und damit tatsächlich den Zustand der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 erfaßt, ist in der Deckplatte 40 ein Lichtsensor 43 eingebaut, dessen Signal 44 ebenfalls durch die zentrale Auswerteeinheit 21 überwacht wird. Dieser Empfänger 43 liefert ein Signal 44, solange die Anlage ordnungsgemäß funktioniert, wodurch eine Selbstkontrollfunktion gegeben ist.

Fig. 5 stellt die passive Fahrbahnmeßstelle dar. Die passive Meßstelle 27 besitzt dieselbe Oberflächenstruktur und besteht aus demselben Material wie die aktive Fahrbahnmeßstelle 4. Es wird lediglich die Oberflächentem¬ peratur erfaßt, um die tatsächliche Fahrbahntemperatur zu erhalten. Die Temperaturerfassung erfolgt in derselben Weise wie bei der aktiven Me߬ stelle.

In Fig. 6 ist anhand eines Diagramms der zeitliche Verlauf der Fahrbahn¬ temperatur T _f bei nasser Straße gezeigt. Unterschreitet die Fahrbahntempe¬ ratur T _f die unter 1 bestimmte Gefriertemperatur T , bildet sich Eis auf der Fahrbahn.

In Fig. 7 ist anhand eines Diagramms der zeitliche Verlauf der Fahrbahn¬ temperatur T _f bei trockener Straße gezeigt. Unterschreitet die Fahrbahn- temperatur T _f die Taupunkttemperatur T. der Luft, kondensiert Wasser auf der Fahrbahn. Unterschreitet die Fahrbahntemperatur T _x die wie unter 1 bestimmte Glättetemperatur T , gefriert das Kondensat zu Reifglätte.

In Fig. 8 ist anhand eines Diagramms der zeitliche Verlauf der Taupunkt¬ temperatur T. bei trockener, unterkühlter Fahrbahn gezeigt. Erwärmt sich

die Umgebungsluft über die Temperatur der Fahrbahn und nimmt gleichzeitig Feuchtigkeit auf, so sublimiert Wasserdampf an der Fahrbahn und erzeugt Reifglätte.

In den Fig. 9 bis 13 sind alternative Ausführungsformen gezeigt.

Anstelle der Beleuchtung und Detektion der von der aktiven Meßstelle gestreuten Infrarotstrahlung durch den beschriebenen Sensor oberhalb der Fahrbahn, kann das modulierte Sendelicht auch über einen Lichtleiter von unten an die aktive Meßstelle herangeführt werden. Ebenso kann Licht von der aktiven Meßstelle über einen Lichtleiter der spektralen Auswertung zugeführt werden.

Der Vorteil dieser Methode liegt im Wegfall von Aufbauten über der Fahr¬ bahn, was besonders bei Rollbahnen von großem Vorteil ist. Ebenso besteht die Gefahr einer Dejustierung von Beleuchtungs- und Empfangsoptiken und das Problem der Verschmutzung der optischen Oberflächen samt den Einflüs¬ sen der Luftstrecke zwischen Sensor und Fahrbahn nicht mehr.

Mittels einer Beleuchtungseinheit 101, ähnlich der im Verfahren zur Erfas¬ sung des Aggregatzustandes einer Wasserschicht beschriebenen, wird Licht durch eine geeignete Optik 102 in einen ersten Lichtleiter 103, der als Einzelfaser oder Faserbündel ausgebildet sein kann, eingespeist.

Aus dem Ende 104 dieses ersten Lichtleiters (Beleuchtuπgslichtleiter) 103, das sich zweckmäßigerweise im gekühlten Bereich der aktiven Fahrbahnme߬ stelle 4 befindet, tritt Licht in eine möglicherweise vorhandene Wasser¬ oder Eisschicht 23 aus. In einen zweiten Lichtleiter (Empfangslichtleiter) 105, dessen Ende 106 sich vorzugsweise in geringem Abstand zum Ende 104 des ersten Lichtleiters 103 an der Oberfläche der aktiven Meßstelle 4 befindet, tritt ein Teil des aus dem ersten Lichtleiter ausgetretenen Lichtes ein und wird einer spektralen Auswerteeinheit 106 zugeführt. Dort wird das durch die zweite Faser getretene Licht durch eine geeignete Optik 107 auf zwei wellenlängenselektive Empfänger 108, 109 gebracht und gemäß dem Verfahren zur Erfassung des Aggregatzustandes ausgewertet. Die Kühlung und Erfassung der Temperatur der aktiven Fahrbahnmeßstelle 4 erfolgt wie oben beschrieben.

Die Enden 104, 106 der Lichtleiter können in unterschiedlicher Winkelstel¬ lung zueinander in der Oberfläche der aktiven Meßstelle angebracht sein.

Bei paralleler Anordnung der Enden 104, 106 der beiden Lichtleiter 103, 105 tritt das Licht direkt durch einen Spalt 110 zwischen den Lichtleiter¬ enden, der durch Luft, teilweise durch Wasser oder Eis, ausgefüllt sein kann.

Wenn die beiden Lichtleiterenden nicht parallel zueinander angeordnet sind, kann ein Teil des Lichtes vom Sendelichtleiter 103 durch den Zwi¬ schenraum 110 zwischen den Lichtleiterenden in den Empfangslichtleiter 105 eintreten. Ein weiterer Teil des Lichtes wird an der Oberfläche einer möglicherweise vorhandenen Wasser- oder Eisschicht 23 durch Totalreflexion in den Empfangslichtleiter gelenkt. Licht, das im Inneren einer Wasser¬ oder Eisschicht gestreut wird, kann ebenfalls in den Empfangslichtleiter 105 eintreten.

Wenn die beiden Lichtleiterenden 104, 106 in einer Ebene, speziell in der Ebene der Oberfläche der aktiven Meßstelle 4, angeordnet sind, kann Licht vom Sendelichtleiter 103 in den Empfangslichtleiter 105 nicht auf direktem Wege, sondern nur durch Streuung in einer Wasser- oder Eisschicht 23 und durch Totalreflexion an der Schichtoberfläche gelangen.

Bei allen Anordnungen tritt wenigstens ein Teil des Lichtes durch eine Wasser- oder Eisschicht 23 und erhält so die spektrale Information über den Aggregatzustand der Schicht.

Ebenso ist es möglich, die aktive Meßstelle 4 durch eine Beleuchtungsein¬ heit 5, die sich oberhalb der Fahrbahn befindet und die im Verfahren zur Erfassung des Aggregatzustandes beschrieben ist, zu beleuchten und das durch eine Wasser- oder Eisschicht getretene Licht mit einem Lichtleiter der spektralen Auswertung zuzuführen. Anstelle der Fortleitung des Lichtes von der aktiven Meßstelle durch einen Lichtleiter 105 kann die spektrale Auswertung auch unterhalb der aktiven Meßstelle 4 stattfinden. Das Licht tritt hierbei durch ein Fenster 111, das die gleiche Temperatur wie die Oberfläche der aktiven Meßstelle 4 besitzt, in eine spektrale Auswerteein¬ heit 112 im Inneren der aktiven Meßstelle ein.

Aus Gründen der Wartungsfreundlichkeit ist der Einsatz von Lichtleitern vorzuziehen.

Auch die Beleuchtung durch einen Lichtleiter in der aktiven Meßstelle und der Empfang des durch eine Wasser- oder Eisschicht getretenen Lichtes durch Empfänger oberhalb der Fahrbahn ist möglich.