Automatisk skredvarsling for trafikanter: Snøskredovervåking ved geofoner-nytt anlegg. Teknologidagene 6-10 oktober 2014, NIFS

Transkript

1 Automatisk skredvarsling for trafikanter: Snøskredovervåking ved geofoner-nytt anlegg Teknologidagene 6-10 oktober 2014, NIFS Gunne Håland Geoteknikk og skredseksjonen

2 Innhold Sikringsfilosofi og metode Bakgrunn teknologi Evaluering av de gamle geofonanleggene FoU: Utvikling av et nytt moderne geofonanlegg ved fv. 472 Sandeslia Prosjektinformasjon

3 Sikringsfilosofi og metode Automatisk skredvarsling for trafikanter er en sikringsmetode som blir brukt for å redusere risikoen for trafikanter å bli tatt eller kjøre inn i et skred. Finnes i dag både analoge geofonanlegg og radaranlegg for denne type varsling Hensikten med disse konseptene er å detektere skred, og varsle trafikantene med et lyssignal i sann tid, slik at de unngår å kjøre inn i skredområdet når et skred har løsnet oppe i fjellsiden.

4 Sikringsfilosofi og metode Prinsippet med bruk av geofonanlegg er sensorer montert på bakken(geofoner) i selve skredløpet som tar opp vibrasjoner forårsaket av skredene. Geofonene generer et signal som igjen trigger et varsellys nede ved vegen når skredet har kommet i bevegelse.

5 Bakgrunn teknologi Teknologien til geofonanleggene er levert av Eidsvold electronic(eidel). De fleste anleggene ble montert på 80 og 90- tallet av EIDEL i samarbeid med skredsakkyndige fra Statens vegvesen. Statens vegvesen har i dag 8 anlegg, der kun 3 anlegg fortsatt er i drift, alle i Telemark. Prinsipp:

6 Bakgrunn teknologi

7 Eksempel fra Fv 37, Tinn kommune Definert skredløp i terrenget Dårlig sikt fra veg og oppover i skredløpet ugunstig med radar Viktig at geofonene er plassert langt nok opp i skredløpet slik varsellysene går på før trafikanten kjører forbi skiltene

8 Evaluering av de gamle anleggene Faktorer som er kritisk for at anlegget ikke fungerer tilfredsstillende: Følsomheten på geofonsløyfer er stilt inn feil. Brudd i kabler Feil i signaloverføring mellom styringsskap og varseltavle. Overspenning i styreplata som et resultat av lange kabler. For lav/høy batterispenning/panelspenning. Dårlig strategisk plassering av geofonene i skredløpet.

9 Evaluering av de gamle anleggende Noen erfaringer fra anleggene: Vibrasjoner som et resultat av høy vannføring og erosjon i skredløpet har ført til falske alarmer. Lynnedslag har gitt falske alarmer ved flere anlegg. Det er et tidkrevende arbeid å legge kabler fra styringsskapet og opp til geofonene i skredløpet. Det har gått brudd i kabelen som fører signal fra geofon og bort til øvre styringsboks Det har gått brudd i kabelen som fører signal fra øvre styringsboks og ned til styringsskapet. Det er utfordrende å fininnstille sløyfene i geofonene, noe som har gitt mange falske alarmer. Det finnes ikke noe form for automatisk varslingssystem på mobil til entreprenør/byggherre når det går alarmer. Teknologien til anleggene er utdatert. Det finnes lite deler igjen til eventuelle reparasjoner. Det finnes få personer i Norge som fortsatt har kompetanse på den gamle teknologien. Dette fører til manglende kalibrering og vedlikehold, og er nok en årsak at mange anlegg ikke har blitt dårlig fulgt opp. Anleggene er 100 % analogt. Det er ikke mulig å koble til pc for å hente ut data i forbindelse med en deteksjon. Det er ikke mulig å filtrere bort uønskete signaler(utenom det man greier å justere med følsomheten/skredvarslingsenheten)

10 Hva er nytt? FoU: Utvikling av et nytt moderne anlegg ved fv. 472 Sandeslia Anlegget får trådløs signaloverføring fra geofoner og ned til lystavle nede ved vegen. Signalet fra geofonene filtreres gjennom prosesseringsteknikker for skred, utviklet av NGI(Kan fjerne hendelser som steinskred, lynnedslag, trafikk, og andre seismiske forstyrrelser) Automatisk styring av lyssignaler kan velge hvilke varsellys som skal slå seg på ved i de ulike prosesseringstrinnene, i gitt skredløp Automatisk varsling til skredsakkyndig/entreprenør på SMS og epost Tilkoblingsmuligheter til PC via VPN for å hente ut eller se på detekteringsresultater Strømforsyning fra oppladbare batterier tilkoblet solceller Kameraløsning for verifikasjon av hendelser

11 FoU: Utvikling av et nytt moderne anlegg ved fv. 472 Sandeslia Totalt 6 skredløp. Instrumentering i skredløp 2b, 3a og 3b Bruke noen av eksisterende varselskilt fra det gamle geofonanlegget Tilføyer 1 flankelys i sør

12 FoU: Utvikling av et nytt moderne anlegg ved fv. 472 Sandeslia Sensorkonfigurasjon og måleprinsipp: Bruker geofoner som er sensitive mot overflatebølger i fjell alle geofonene kan detektere skred i alle skredløp(i teorien) kan også detektere skred en stund før de passerer geofonene lengre varslingstid Ved analyse av faser og amplituder til signalene kan man regne seg frem til lokasjonen til skredet varsellyset for det gitte skredløpet blir tent Filtrering av støy fra andre seismiske kilder blir håndtert i prosesseringen

13 FoU: Utvikling av et nytt moderne anlegg ved fv. 472 Sandeslia Sensorkonfigurasjon og måleprinsipp: Prosessering og varsling skjer trinnvis(i sann tid) Umiddelbart når geofonene detekterer vibrasjoner(over en viss følsomhet/terskelverdi) i området mellom skredløp 1-6 microkontroller sender beskjed til signallys på flankene rødt lys hindrer flere å kjøre inn i skredområdet Prosesseringen fortsetter og regner ut hvor skredet kom fra signallys i det aktuelle skredløpet blir også slått på bilistene som er inne i skredområdet etter at flankelysene har slått blir da varslet for hvert skredløp (2b, 3a, 3b). Viktig at deteksjonen skjer tidlig nok, og at prosesseringene skjer fort nok slik at trafikanten blir varslet i tide

14 FoU: Utvikling av et nytt moderne anlegg ved fv. 472 Sandeslia Neste trinn: umiddelbart etter hendelsen er over, analyseres dataene fra alle sensorene for å karakterisere type og omfang av hendelsen. Hvis analysen viser at hendelsen ikke var et skred de rødene lysene slår seg av umiddelbart, og hendelsen blir registrert som falsk alarm. Siste trinn: Hvis hendelsen var et skred blir vegen holdt sperret 3-4 min(rødt lys), før lyssignalene går over til «kjør varsom» signal(gult blinkene lys). Skredansvarlige i SVV blir automatisk varslet, og vil rykke ut til skredområdet

15 Prosjektinformasjon Leveransen består i: - 16 geofoner - 4 radiomaster(med mikrokontroller, radio, batterier, solcellepanel) - 8 repeater radioer for å forsterke signalene mellom radiomastene og styreskapet - Nytt styreskap som henges på lystavlene - 1 kamera for verifikasjon av skredhendelser - Software/programmering for data prosessering og styring av lyssignal og varsling - Innloggingsmuligheter på PC via VPN for å se/hente resultater fra detektering - Bruker-/servicemanual og oppsummeringsrapport - Pris: 1,87 mill Anlegget skal være ferdig installert i løpet av november (Hvis alt går etter planen i forhold til leveranser og værforhold)