N-05/06 NOTT Vinterdrift / TS Lillehammer Evaluering av system for beslutningsstøtte sesongen 2005/2006 Torgeir Vaa og Vidar Dyrnes SINTEF Teknologi og samfunn Transportsikkerhet og -informatikk Oktober 2006
NOTT GJELDER Vinterdrift / TS Lillehammer SINTEF Teknologi og samfunn Transportsikkerhet og -informatikk Postadresse: 7465 Trondheim Besøksadresse: Klæbuveien 153 Telefon: 73 59 46 60 Telefaks: 73 59 46 56 Evaluering av system for beslutningsstøtte sesongen 2005/2006 GÅR TIL Prosjektgruppens medlemmer BEHNDLING UTTLELSE ORIENTERING ETTER VTLE Foretaksregisteret: NO 948 007 029 MV RKIVKODE N-05-06 GRDERING Åpen ELEKTRONISK RKIVKODE N-05-06_beslutningsstøtte_05_06.doc PROSJEKTNR. DTO SKSBERBEIDER/FORFTTER NTLL SIDER 223297 2006-10-31 Torgeir Vaa, Vidar Dyrnes 73 + vedlegg Innholdsfortegnelse Sammendrag... III 1 Innledning...1 1.1 Bakgrunn...1 1.2 Oppsummering og rapportering av sesongen 2005/2006...2 2 System for beslutningsstøtte...3 2.1 Entreprenørens tilgang til informasjon...3 2.2 Datakilder...3 2.3 Fåberg: oversikt over vegbanesensorer...7 2.4 Loggesystem...10 2.5 Hva måler sensorene?...12 2.5.1 Lufttemperatur og Relativ luftfuktighet (Vaisala HMP45):...12 2.5.2 Duggpunktstemperatur:...12 2.5.3 Nettostråling (anderaa 2811):...13 2.5.4 Vindhastighet (Vaisala W151):...13 2.5.5 Vindretning (Vaisala WV151):...13 2.5.6 Nedbør TB (Thies m/varmekolbe):...13 2.5.7 Nedbør Optic eye:...13 2.5.8 Vegbanetemperatur (anderaa 3304):...13 2.5.9 Vegbanesensor (Lufft):...14 2.5.10 Frysepunktsensor (anderaa 3565E):...15 2.5.11 Beredskap:...15 2.5.12 Vedlikeholdsrutiner...15 3 Data fra Fåberg...16 3.1 Nedbørs og temperaturoversikter...16 Dette notatet inneholder prosjektinformasjon og foreløpige resultater som underlag for endelig prosjektrapport. SINTEF hefter ikke for innholdet, og tar forbehold mot gjengivelse.
II 3.2 Temperaturer...24 3.3 Frysepunkt...29 3.3.1 Lufft sensoren...29 3.3.2 Frysepunkt anderaa sensor...30 3.4 Vegtilstand registrert med Lufft sensoren...35 3.5 Beredskapsfunksjon...35 3.6 Videokamera...36 3.7 LRSS...39 3.8 Tekstmelding via SMS...57 3.9 Vurdering av driftsstabilitet...58 4 Meteogramanalyse for vinteren 2005-2006...59 4.1 Generelt...59 4.2 Sammenlikning av nedbørsmålinger gjort med Tipping Bucket og Optic Eye...60 4.3 Målt og prognosert nedbør, vinteren 2005/2006...61 4.4 Varslingskvalitet i forhold til vindretning...65 4.5 Varslingskvalitet: antall inntrufne og varslede nedbørsdøgn...66 4.6 Meteogramanalyse temperatur...67 4.7 Konklusjon...69 Litteraturliste...71 Vedlegg: Vedlikehold av Fåberg klimastasjon...73
III Sammendrag Prosjektet Vinterdrift inngår i 0-visjonsprosjektet Trafikksikkerhet Lillehammer. Det er utarbeidet en forprosjektrapport datert september 2004 som grunnlag for arbeidet med hovedprosjektet. Rapporteringen av sesongen 2005/2006 er delt inn i følgende tema: Erfaringer fra byggherre Erfaringer fra entreprenør Oppfølging nedbørsperioder Erfaringer med Fastsand Evaluering av system for beslutningsstøtte Tiltaks- og tilstandsregistreringer Testing av brøyteutstyr på Raufoss Dette notatet omhandler evaluering av system for beslutningsstøtte. Entreprenøren har tilgang til en rekke informasjonskilder som støtte for beslutninger om iverksetting av tiltak, både i form av prognoser og nåtilstand: Meteogram (prognose) Værmelding (prognose) Værradar (nåtilstand) Klimastasjoner (nåtilstand) Evalueringen er basert på sjekk av meteogrammene samt kvalitetskontroll av dataene fra klimastasjonen ved Fåberg. Sammenligningene som er gjort mellom meteogrammene for Øyer og klimastasjonen på Fåberg, viser at det er en del avvik. F.eks ble det i desember 2005 varslet nedbør i 29 døgn, mens det ble registrert nedbør i 16 døgn med Tipping Bucket. I januar 2006 varslet meteogrammene 23 nedbørsdøgn, mens det faktiske antallet var nedbør i bare 8 døgn registrert med Tipping Bucket. Hvis en tar med nedbør registrert med Optic Eye på dager det ikke ble registrert nedbør med Tipping Bucket, var det 9 døgn i desember og 8 døgn i januar det ble varslet nedbør mens det ikke ble registrert nedbør verken med Tipping Bucket eller Optic Eye. De døgnene det ikke var varslet nedbør, kom det ikke nedbør. Med det rutenettet som ligger til grunn for beregningsmodellene som genererer meteogrammene, vil en måtte påregne at lokale forhold kan gi avvikende vær i forhold til prognosene, og det er selvsagt på foreliggende data fra en stasjon ikke grunnlag for å vurdere godheten i meteogrammene rent generelt. Så sentrale som meteogrammene er i beslutningsstøttesystemet synes det imidlertid å være et behov for å foreta en nøyere kontroll av kvaliteten på metogrammene ved å ta for seg flere geografiske områder. Når det gjelder klimastasjonen på Fåberg, er dette en avansert stasjon som har dublering av flere av funksjonene, bl a gjelder dette måling av nedbørsmengder (Optic Eye og Tipping Bucket), frysepunkt (anderaa og Lufft) og vegbanetemperatur (nderaa og Lufft i ulike posisjoner). Optic Eye ser ut til å være litt unøyaktig på mengder sammenlignet med Tipping Bucket, og ser i en del tilfeller også ut til å registrere nedbør uten at det er nedbør til stede. Dette er et problem bl a i forhold til å vurdere behovet for tiltak. Med hyppig renhold, er det mulig at nøyaktigheten på Optic Eye kan forbedres.
IV v to typer frysepunktsensorer kom nderaa vegbanesensor av typen 3304 klart bedre ut enn sensoren av typen Lufft. Den muligheten Lufft sensoren gir for registrering av temperaturen 5 cm og 30 cm under vegoverflaten ser heller ikke ut til å være til så stor nytte at det forsvarer investeringen. Sensoren av typen LRSS som er basert på laserteknologi har gitt interessante resultater, og det bør arbeides videre med å skaffe seg erfaringer med registrering av overflatetilstand med utstyr som ikke er basert på nedlegging av sensorer i vegbanen. En bør imidlertid fortsatt ha sensorer i vegbanen som registrerer vegtilstand i form av restsalt og om vegen er fuktig eller ikke.
1 1 Innledning 1.1 Bakgrunn Prosjektet Vinterdrift inngår i 0-visjonsprosjektet Trafikksikkerhet Lillehammer. Det er utarbeidet en forprosjektrapport datert september 2004 som grunnlag for arbeidet med hovedprosjektet som skal rapporteres i 2006. I tillegg til forprosjektrapporten ble det utarbeidet følgende notater fra sesongen 2003/2004: Vinterdrift / TS Lillehammer. Plan for tiltaks- og tilstandsregistrering ettervinteren 2004. Revidert 2004-02-12 Vinterdrift / TS Lillehammer. Resultater fra tiltaks- og tilstandsregistrering ettervinteren 2004. Revidert 2004-09-02 Sesongen 2004/2005 ble det utarbeidet følgende dokumenter: Vinterdrift / TS Lillehammer. Gjennomføringsplan for hovedprosjektet. Datert 2004-10-08 Vinterdrift / TS Lillehammer. Plan for tiltaks- og tilstandsregistreringer sesongen 2004/2005. Revidert 2004-11-10 Vinterdrift / TS Lillehammer. Plan for testing av brøyteutstyr og strømetoder sesongen 2004/2005. Revidert 2005-01-10 Vinterdrift / TS Lillehammer. Tiltaks- og tilstandsregistreringer sesongen 2004/2005. Datert oktober 2005 Vinterdrift / TS Lillehammer. Evaluering av system for beslutningsstøtte sesongen 2004/2005. Datert november 2005 Vinterdrift / TS Lillehammer. Testing av brøyteutstyr og strømetoder sesongen 2004/2005. Datert oktober 2005 I Tabell 1.1 er gjengitt viktige milepæler i henhold til planen for gjennomføring av hovedprosjektet. Tabell 1.1: Viktige milepæler Milepæl Dato Beskrivelse 1 1. juli 2004 vklaringer av strategier, innkjøp av utstyr o.l 2 10. september 2004 Endelig forprosjektrapport 3 1. oktober 2004 Endelig beslutning om tiltak som skal iverksettes 4 30. juni 2005 Rapportering etter vinteren 2004/2005 5 1. oktober 2006 Hovedrapportering Vinterdrift / TS Lillehammer
2 1.2 Oppsummering og rapportering av sesongen 2005/2006 Rapporteringen av sesongen 2005/2006 er delt inn i tema: Evaluering av system for beslutningsstøtte Tiltaks- og tilstandsregistreringer Oppfølging av snøfall Erfaringer med Fastsand Brøyteforsøk Raufoss Erfaringer fra byggherre Erfaringer fra entreprenør Dette notatet oppsummerer erfaringene med systemet for beslutningsstøtte sesongen 2005/2006.
3 2 System for beslutningsstøtte 2.1 Entreprenørens tilgang til informasjon Entreprenøren har tilgang til en rekke informasjonskilder som støtte for beslutninger om iverksetting av tiltak, både i form av prognoser og nåtilstand: Meteogram (prognose) Værmelding (prognose) Værradar (nåtilstand) Klimastasjoner (nåtilstand) Entreprenøren har tilgang til de tre førstnevnte kildene gjennom Værbutikken til Meteorologisk institutt (http://met.no). For klimastasjonene fins det en del lokale web-løsninger. Det er også etablert et landsdekkende system på: http://www4.vegvesen.no/, men foreløpig er det ikke løpende oppdatering av dette systemet. Den enkleste tilgangen til data fra klimastasjonene for entreprenørene vil være å rigge opp en PC med programsystemet Veg90 PC samt oppringing via SMS. Evalueringen som er gjort av systemet for beslutningsstøtte er hovedsakelig knyttet til kvaliteten på data fra de mest sentrale klimastasjonene samt en kontroll av hvor godt meteogrammene prognostiserer værsituasjonen. Når det gjelder bruken av systemet for beslutningsstøtte vises det til SINTEF notatene N-09-06 og N-10-06 som bl a omhandler erfaringer med beslutningsstøttesystemet fra henholdsvis byggherre og entreprenør. 2.2 Datakilder Dataene som inngår i evalueringen av systemet for beslutningsstøtte er: Data fra klimastasjon ved Fåberg som ble etablert høsten 2005 Data fra lasersensoren LRSS Data fra klimastasjonene ved Vingnes og Skarsmoen Data fra met.no sin automatstasjon ved Sætherengen Meteogrammer i utvalgte perioder I tillegg til en evaluering av systemet for beslutningsstøtte, er det også foretatt analyser hvor de ulike datakildene er sett i sammenheng. Dvs. at en har koblet klimadata og prognoser med tiltaksog tiltaksregistreringene. Dette er nærmere behandlet i SINTEF notat N-07-06. Figur 2.1 viser et oversiktsbilde over klimastasjonen på Fåberg, og Figur 2.2 og Figur 2.3 viser detaljbilde over instrumentene på de 2 mastene. Stasjonen, som er av typen SM5045, er montert like sør for Besserudhøgda på Hp 8 Km 2,469. Kommunikasjonen skjer både ved bruk av bredbånd og fast telefonlinje og modem.
4 Figur 2.1: Klimastasjonen på Fåberg. Mast I til høgre og mast II til venstre Den nye klimastasjonen som ble satt i drift 18. november 2004 hadde følgende instrumentering: 2 ulike nedbørsmålere Optic Eye og Tipping Bucket Sensorer for måling av lufttemperatur og luftfuktighet Utstrålingssensor Vindmåler LRSS laser sensor 2 videokamera (ett rettet mot vegbanen og ett i retning sørover) Infrarød lyskilde Lufft vegbanesensor 2 anderaa vegbanesensorer for registrering av vegbanetemperatur Høsten 2005 ble det supplert med følgende sensorer: 2 anderaa sensorer for registrering av frysepunkt (montert 13.11) 1 anderaa vegbanesensorer for registrering av vegbanetemperatur (montert 13.11) Det ble montert 2 videokamera ved Øyer, ett i sørgående og ett i nordgående retning LRSS sensoren ble oppgradert
5 Figur 2.2: Instrumenter på mast I Instrumentene på mast I er 2 ulike typer nedbørsmålere, sensor for måling av lufttemperatur/luftfuktighet og utstrålingssensor. ntennen for bredbåndstilknytning er også plassert på mast I. På mast II er det plassert vindmåler helt øverst. Den største enheten er lasersensoren LRSS som er rettet ned mot vegbanen. Det ene av de to videokameraene har samme vinkel og utsnitt som LRSS sensoren. Det andre videokameraet er rettet sørover. Det er montert en infrarød lyskilde (svart boks) som tennes automatisk ved svake lysforhold. Kameraene som er følsomme for infrarødt lys gir normalt fargebilder, men kobler om til sort/hvitt bilde ved svakt lys.
Figur 2.3: Instrumenter på mast II 6
7 2.3 Fåberg: oversikt over vegbanesensorer Figur 2.4 og Figur 2.5 viser plasseringen av vegbanesensorer i felt 1 og felt 2, dvs. henholdvis nordgående og sørgående kjøreretning. Første sesongen var det plassert vegbanesensorer bare i nordårende retning. Felt 1 ble da valgt fordi det er på den siden det er mest skygge når det er klart vær. Høsten 2005 ble det supplert med én frysepunktsensor (nderaa) i både nordgående og sørgående felt. Det ble samtidig lagt en vegbanetemperatursensor i felt 2. Lufft Vegbane1 Frysepunkt1 Vegbane2 Figur 2.4: Plassering av vegbanesensorer, felt 1 nærmest
8 Frysepunkt2 Vegbane3 Figur 2.5: Plassering av vegbanesensorer, felt 2 lle vegbanesensorene med unntak den ene anderaa sensoren er plassert mellom kjørespor. Frysepunktsensorer anbefales normalt plassert på den måten fordi disse sensorene er avhengige av fuktighet for å gi utslag og det er mellom kjøresporene opptørkingen skjer langsomst. Plassering av flere sensorer i samme posisjon i vegtverrsnittet sikrer også muligheten for direkte sammenligning mellom ulike typer sensorer. anderaa sensoren som er lagt mellom ytre kjørespor og kantlinja er den vanlige plasseringen der det bare er én vegbanesensor. Den valgte plasseringen av de ulike vegbanesensorene gjør det mulig å se på eventuelle temperaturforskjeller i og utenfor kjørespor. Tabell 2.1: Sensorplassering i vegbanen Nr Betegnelse Type sensor 1 Vegtemperatur 1 anderaa felt 1, mellom kjørespor 2 Vegtemperatur 2 anderaa felt 1, utenfor høgre spor 3 Vegtemperatur 3 anderaa felt 2, mellom kjørespor 4 Frysepunkt 1 anderaa vegbansensor, felt 1, mellom kjørespor 5 Frysepunkt 2 anderaa vegbansensor, felt 2, mellom kjørespor 6 Vegtemperatur 4 Lufft overflate Vegtemperatur 5 5 cm Lufft 5cm, plassert langs kabel ca 5 cm under vegoverflaten Vegtemperatur 6 30 cm Lufft 30cm, boret et 20 mm hull og plassert 30 cm under vegoverflaten
9 Nr 1, anderaa, vb Nr 2, anderaa, vb Nr 3, anderaa, vb Nr 4, anderaa, fp Nr 5, anderaa, fp Nr 6, Lufft, vb og fp Figur 2.6: Detaljbilder av vegbanesensorer på Fåberg, vb = vegbanetemperatur, fp = frysepunkt
10 Figur 2.7: Krakelering av fugemasse Figur 2.7 viser et detaljbilde av en av fugene i felt 1. Som en ser er fugemassen så oppsprukket at den bør skiftes. 2.4 Loggesystem Det er etablert følgende rutiner for logging og lagring av data fra klimastasjonen på Fåberg: Hidacs. Program for datainnsamling og styring av Scanmatic feltstasjoner. Installert på PC hos SINTEF. Kommunikasjon via Internett. Tilsvarende kommunikasjon etablert hos Scanmatic Veg90 PC. Program for datainnsamling fra Scanmatic feltstasjoner. Installert på PC hos SINTEF. Kommunikasjon via modem. Er også tilgjengelig for entreprenøren gjennom eget lokalt oppsett SMS. Stasjonen kan ringes opp ved å sende en tekstmelding med kodeordet Sta Videobilder. PC hos SINTEF er satt opp via Internett oppkobling for lagring av bilder fra begge videokameraene en gang per time. Intervallet kan endres i perioder det er ønskelig med tettere bilder LRSS. Minnet i sensoren har kapasitet til å lagre 330 bilder tilsvarende ca 13 døgn. Bildene overføres via Internett oppkobling Stasjonen måler og lagrer følgende måleverdisett: Nåverdier (minuttverdier) 10 minutts verdier Timeverdier
11 Figur 2.9 viser et eksempel på skjermbilde fra Veg90 PC sesongene 2004/2005 og 2005/2006. Figur 2.8: Eksempel på skjermbilde fra Veg90 PC sesongen 2004/2005 Figur 2.9: Eksempel på skjermbilde fra Veg90 PC sesongen 2005/2006 Som det framgår er figurene var skjermbildet sesongen 2005/2006 uendret i forhold til første sesongen stasjonen stod oppe. Tabell 2.2 viser en oversikt over parametre som lagres i Hidacs, hvilke data som lagres i Veg90 PC og hvilke opplysninger som blir overført via SMS. Data til Veg90 er 10 minuttsverdier (beredskapsverdier) og timeverdier. Snakker en om 10 minuttsverdier vil det være 10 minutts midler. Data som overføres som SMS er nåverdier.
12 Tabell 2.2: Oversikt over 10 minutts - timeverdier Måleverdi Hidacs Report Nr Navn Enhet Veg 90 Temp 1 Luftemperatur - timemiddel Celsius X X Fukt 2 Luftfukt timemiddel % X Straal 3 Nettostråling timemiddel W/m2 X X Hast 4 Vindhastighet timemiddel meter/sek X Retn 5 Vindretning vektor midlet Grader (0-360) X Nedb TB 6 Nedbør tipping bucket-akkumulert mm Nedb OE 7 Nedbør mengde Optic eye mm/time Nedb type 8 Nedbør type optic eye Nedb dig 9 Nedbor digital optic eye (= 1 ved nedbør) 0-60 min X X Sno dig 10 Snø digital optic eye (=1 ved nedbør = snø) 0-60 min X X Optic fakt 11 Optic eye faktor se datablad Optic stat 12 Optic eye status (viser tilsmussing) se datablad Vtemp1 13 Vegbanetemperatur 1 timemiddel Celsius X X Vtemp2 14 Vegbanetemperatur 2 timemiddel Celsius X STemp 15 Vegbanetemperatur Lufft timemiddel Celsius X GTemp 16-5 cm temperatur Lufft timemiddel Celsius X BTemp 17-30 cm temperatur Lufft timemiddel Celsius X Salt 18 Saltmengde _ Lufft timemiddel 0 25% X Frys 19 Frysepunkt Lufft _ timemiddel 0 - -25 C X X Vann 20 Væsketykkelse timemiddel mm X VegTils 21 Vegtilstand kodet Lufft momentanverdi se datablad X X Lufftstat 22 Tilstand Lufftsensor 0 Duggpunkt 23 Beregnet duggpunkt C X Nedb TB time 24 Nedbør pr time tipping bucket mm/t X X Beredskap 25 Beredskap X Ice 26 ndel is (LRSS) % Snow 27 ndel snø (LRSS) % Water 28 ndel vann (LRSS) % Clear 29 ndel bar veg (LRSS) % Unknown 30 Uklassifisert tilstand (LRSS) % Frys1 31 Frysepunkt 1 timemiddel Celsius Frys2 32 Frysepunkt 2 timemiddel Celsius Vtemp3 33 Vegbanetemperatur 3 timemiddel Celsius SMS 2.5 Hva måler sensorene? 2.5.1 Lufttemperatur og Relativ luftfuktighet (Vaisala HMP45): Lufttemperatur ( C) og relativ fuktighet (%) måles i 2 m høyde over vegbanen. 2.5.2 Duggpunktstemperatur: En beregnet størrelse ut fra lufttemperatur og relativ fuktighet. Duggpunktstemperaturen gjelder i høyden 2 m over vegbanen siden det er i den høgden lufttemperaturen og luftfuktigheten måles. Når den relative fuktigheten er 100 % er duggpunktstemperaturen den samme som lufttemperaturen, og fuktighet vil felles ut for eksempel på vegbanen. Jo større differansen
13 mellom luft- og duggpunktstemperaturene er, jo tørrere er luften. Duggpunktstemperaturen overstiger ikke lufttemperaturen. 2.5.3 Nettostråling (anderaa 2811): Måler differansen mellom innkommende og utgående stråling (i bølgelengdeintervallet 0,3 til 60 µm, dvs. både sollys og infrarød stråling). Benevningen er W/m 2, og størrelsesordenen er ±2000 W/m 2. Dersom det er strålingsbalanse mellom innkommende og utgående stråling vil nettostrålingen være 0. Innkommende utgående stråling > 0 betyr oppvarming. Innkommende utgående stråling < 0 betyr avkjøling. Endringer i skydekket påvirker nettostrålingen. Særlig nattestid når man ikke har solinnstråling vil oppklarning av skydekket medføre at utstrålingen øker kraftig. Sterkt fall i verdi, fra for eksempel -15 W/m 2 til -50 W/m 2 tyder på kraftig oppklarning. Nettostrålingen endrer seg med en gang skydekket sprekker opp og kan gi et varsel på om det er fare for tilfrysing av vegbanen fordi vegbanetemperaturen endrer seg mye langsommere pga varmelagring i bakken. 2.5.4 Vindhastighet (Vaisala W151): Sensoren er av typen anemometer. Vindhastighetssensoren består av et roterende kors med skåler, som gir et pulsslag til stasjonen som tolker signalene. Måleverdien presenteres som en middelverdi av vindhastigheten i løpet en 10 minutters periode eller i løpet av 1 time, og kan også angis som en maksimalverdi i løpet av samme periode (vindkast/gust). Måleenhet for vindstyrke er m/s, men kan også angis i knop. Innbyrdes forhold er 0,5 m/s 1 knop 2.5.5 Vindretning (Vaisala WV151): Sensoren for registrering av vindretning er av samme fabrikat som den som måler vindhastighet. Vindretningen måles med en vindfane, som gir puls til målestasjonen som tolker disse signalene. Måleverdien angir den vindretningen som har vært dominerende de siste 75 sekundene. Måles i grader, fra 0 til 360. 90 svarer til vind fra øst, mens 270 svarer til vind fra vest. Tilsvarende er 360 vind fra nord og 180 vind fra sør. 2.5.6 Nedbør TB (Thies m/varmekolbe): Registrerer akkumulert nedbør i form av vann (mm) og nedbørsintensitet (mm/t). 2.5.7 Nedbør Optic eye: Kan presentere nedbørsintensitet (mm/t) samt at den klassifiserer ulike nedbørstyper. Det skilles på regn, snø, sludd, drivsnø, ukjent og annen nedbør. Man får presentert antall minutter med nedbør (all type nedbør) den siste timen, samt antall minutter med nedbør i form av snø den siste timen. 2.5.8 Vegbanetemperatur (anderaa 3304): En enkel vegbanesensor som registrerer vegbanetemperatur. Sensoren registrerer vegbanens temperatur ved hjelp av en kobberstav i toppen av sensoren som leder varmen ned til temperaturelementet 3 cm under overflaten. Elementet ligger såpass langt nede under overflaten at den kan slites av trafikken uten at sensoren ødelegges.
14 2.5.9 Vegbanesensor (Lufft): Sensoren består av 3 temperatursensorer, en i overflaten, samt en sensor ved 5 cm dyp og en sensor ved 30 cm dyp. Temperatursensorer under vegbaneoverflaten sier noe om varmelagringen i vegkroppen. Jo mer varme vegkroppen kan holde på, jo langsommere vil temperaturene i vegkroppen og vegbaneoverflaten endre seg. Foruten temperatur registrerer Lufftsensoren: Saltkonsentrasjon: ngis i % basert på NaCl. For at restsalt skal kunne registreres må det være vann/fuktighet over sensoren. Frysepunktstemperatur: 0,0 - -25,0 0 C. Frysepunktet er 0 C dersom det ikke finnes restsalt på vegbanen. Frysepunktet er en beregnet temperatur ut fra den elektriske ledningsevnen i væsken som finnes over sensoren, og frysepunktet gjelder for væske med denne ledningsevnen, dvs. væske med en gitt saltkonsentrasjon Vann: Væsketykkelse over vegbanen målt i mm. Vegtilstand: Lufft sensoren kan settes opp i 2 ulike moduser for klassifisering av vegtilstand: Fysisk vegtilstand: 0: tørr 1: restsalt 2: fuktig 3: våt 4: frysende våt 5: rimfrost 6: tørr snø 7: tørr is 8: våt snø 9: is annet: undefinert Definert vegtilstand: 0: tørr 1: fuktig 2: våt 3: is 4: rimfrost/snø 5: restsalt 6: frysende våt annet: undefinert Normalt settes Lufft sensoren opp med parametersettet Definert vegtilstand, men det er Fysisk vegtilstand som er benyttet på Fåberg. Det er en enkel omkoding for å skifte parametersett. Når det gjelder sensorer plassert i vegbanen må en være oppmerksom på at disse sensorene, som har en diameter på omkring 10 cm, er ment for å representere hele vegbanen. Det er viktig å være klar over variasjonene på tvers av vegbanen, og å vite hvor disse sensorene er plassert. nbefalingen er at dersom man har én vegbanesensor plasseres denne mellom den hvite kantstripen og hjulsporene. Har man to slike sensorer plasseres den andre midt i mellom hjulsporene.
15 2.5.10 Frysepunktsensor (anderaa 3565E): Samme prinsipp som for Lufft-sensoren, dvs. basert på måling av ledningsevnen til væskefilmen på overflaten av sensoren. Spenningen som måles er avhengig av saltkonsentrasjonen (salinitet) og gir derved grunnlag for beregning av frysepunktet. Sensoren er kalibrert ut fra en tynn vannfilm på 0,1 mm og 4 forskjellige konsentrasjoner med kjent salinitet/frysepunkt. anderaa sensor 3565E er en vegtilstandssensor med følgende funksjoner: Vegbanetemperatur Våt/tørr tilstand Frysepunkt Konfigurasjonen i SM5045 er slik at en bare kan ta ut én parameterverdi fra vegtilstandssensoren, og en har derfor beklageligvis ikke fått utnyttet den øvrige informasjonen som ligger i disse sensorene. 2.5.11 Beredskap: Følgende koder er definert som standard: 0001: nedbør ja/nei og lufttemp < grenseverdi 0010: nedbør ja/nei + vegbane < grenseverdi 0100: lufttemp < grenseverdi + nedbør (mm) 1000: (luft og vegbanetemp) < grenseverdi og vegbanetemp < duggpunktsverdi 10000: Vindhastighet > grenseverdi Disse kodene ble benyttet fra starten av sesongen. 21.12 kl 11 ble vindhastighetskriteriet fjernet. 2.5.12 Vedlikeholdsrutiner Det er viktig å ha gode rutiner for vedlikehold av klimastasjoner, og til hjelp for entreprenøren ble det utarbeidet en instruks for hvordan de ulike sensorene skal etterses og med hvilke intervaller, se vedlegg 1.
16 3 Data fra Fåberg 3.1 Nedbørs og temperaturoversikter Figur 3.1 viser fordeling på nedbørstyper basert på parameteren Nedbørstype fra Optic Eye. Det var oppholdsvær i 81,7 % av tida og snø i 14,7 % av tida. Sludd og regn ble registrert i henholdsvis 0,4 % og 2,9 % av tida. Fåberg, fordeling på nedbørstyper i perioden 15. oktober 2005-15. april 2006 Prosent 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 1 nnen nedbør = 0,2 % Sludd = 0,4 % Snø = 14,7 % Regn = 2,9 % Ingen nedbør = 81,7 % Figur 3.1: Fordeling på nedbørstyper i perioden 15. oktober 2005 15.april 2006. Grunnlag: Optic Eye Figur 3.2 viser en sammenligning mellom nedbør målt med de 2 ulike nedbørsmålerne, og i Tabell 3.1 er summert nedbøren over hele sesongen som henholdsvis regn og snø. Til sammenligning er det også tatt med tilsvarende statistikk for 2004/2005 sesongen. Tabell 3.1: Sum nedbør sesongene 2004/2005 og 2005/2006 2004/2005 2005/2006 Mm som regn Mm som snø Mm som regn Mm som snø Nedbør Optic Eye 10,4 634,6 62,7 1473,0 Nedbør Tipping Bucket 10,4 80,6 77,5 118,6 Faktor 1,0 7,9 0,8 12,4
17 Ved snø er det beregnet en faktor på 12,4 mellom de 2 nedbørsmålerne sesongen 2005/2006. Dvs. 10 mm vann målt med Tipping Bucket tilsvarer 124 mm snø målt med Optic Eye. Dette er skalamessig i tråd med konfigurasjon av Optic Eye som angir geometrisk snødybde, dvs. den faktiske snødybden. Tipping Bucket er utstyrt med en varmekolbe som smelter snøen, og det er smeltevannet som måles. Figur 3.2: Sammenligning mellom Optic Eye og Tipping Bucket. Skalaen for TB til høgre skal være mm/time Figur 3.3 og Figur 3.4 viser dager med snønedbør i følge Optic Eye og antall timer med registrert nedbør med de 2 ulike nedbørsmålerne. Det er et relativt stort avvik mellom de 2 målemetodene. Det er gjennomgående registrert flest nedbørstimer med Optic Eye. lle dager med registrert nedbør med Optic Eye er det også registrert nedbør med Tipping Bucket, men i 11 av dagene er det kun registrert nedbør med Optic Eye. Dette stemmer også med tidligere observasjoner at Optic Eye kan være unøyaktig på mengder, men brukbar på klassifisering av type nedbør. vvik mellom sensorene når det gjelder om det er registrert nedbør eller ikke kan skyldes tilsmussing, yr/tåke og vind.
18 Timer med nedbør som snø sesongen 2005/2006, oktober - januar 30 25 Optic Eye Tipping Bucket ntall timer 20 15 10 5 0 3.10. 23.10. 26.10. 21.11 25.11 27.11 2.12 4.12 6.12 8.12 15.12 19.12 22.12. 28.12 30.12 1.1 5.1 8.1 10.1. 18.1. 20.1 22.1 Figur 3.3: Timer med nedbør som snø sesongen 2004/2005, oktober januar. Gjelder dager det er registrert nedbør med Optic Eye Timer med nedbør som snø sesongen 2005/2006, januar - mai 30 25 Optic Eye Tipping Bucket 20 ntall timer 15 10 5 0 4.2 6.2 8.2 15.2 17.2 1.3 6.3 9.3 22.3 27.3 29.3 31.3 3.4 7.4 9.4 1.5 Figur 3.4: Timer med nedbør som snø sesongen 2004/2005, februar mai. Gjelder dager det er registrert nedbør med Optic Eye
19 I Optic Eye systemet inngår 2 koder som gir funksjonsstatus, Optic faktor og Optic status. Tabell 3.2 og Tabell 3.3 gir en oversikt over fordelingen på ulike koder for de 2 parametrene. Dette er informasjon som er tilgjengelig via Hidacs, men som per i dag ikke inngår i Veg90 PC. Tabell 3.2: Fordeling på ulike koder for Optic Eye factor, 15.10.2005 15.4.2006 Optic Eye faktor ntall timer Prosent 2 18 0,3 6 3326 62,4 9 1990 37,3 Total 5334 100 Optic Eye faktorene har følgende betydning: 0 Ingen informasjon om temperatur og vind 1 Informasjon om lufttemperatur 2 Informasjon om lufttemperatur og vind 5 Informasjon om lufttemperatur og luftfuktighet 6 Informasjon om lufttemperatur, vind og luftfuktighet 9 Indikerer maskinvarefeil Kode 9 indikerer maskinvarefeil. Dvs. at det ifølge Tabell 3.2 i 37,3 % av tida var det en feil i systemet. Dette er vesentlig bedre enn sesongen 2004/2005, men også feilprosenten sist sesong er for høg til at dette er tilfredsstillende. Tabell 3.3: Fordeling på ulike koder for Optic Eye status, 15.10.2005 15.4.2006 Optic Eye status ntall timer Prosent 30 471 8,8 40 890 16,7 50 741 13,9 60 594 11,1 70 417 7,8 80 127 2,4 81 72 1,3 90 104 1,9 91 1918 36,0 Total 5334 100 Siste siffer i Optic Eye status angir maskinvarestatus: 00x0 Status OK (nylig rengjorte linser) 00x1 En av de optiske strålene er ute av funksjon 00x2 Den andre optiske strålen er ute av funksjon 00x3 Begge de optiske strålene er ute av funksjon x gir et mål på tilsmussingen av linsene. 0 er rene linser, og 9 er svært skitten optikk. Maskinvarefeilen som kan leses av Tabell 3.2 til å ha vært til stede i 37,3 % av tida, gjenfinnes i Tabell 3.3 ved å summere kode 81 og 91. Leverandøren anbefaler rengjøring hver 3. 4. uke.
20 Dette tilsvarer rengjøring når smussnivået går fra 5 til 6. Helst burde systemet vært slik at det går en alarm når tilsmussingen når en slik grenseverdi. Det er registrert følgende endringer i Optic Eye status i løpet av perioden 15.10.2005 15.4.2006: 15.10: Optic Eye status: 40 10.11: Optic Eye status: 70 -> 30 15.12: Optic Eye status: 91 20:12: Optic Eye status: 81 -> 60 13.1: Optic Eye status: 91 17.1: Optic Eye status: 91 -> 30 1.2: Optic Eye status: 50 -> 30 24.2: Optic Eye status: 91, uendret ut sesongen Maskinvarefeilen slo inn 15. desember, 13. januar og 24. februar. Endringene i Optic Eye faktoren indikerer at det ble foretatt rengjøring 10. november, 20. desember, 17. januar og 1. februar. Dvs. at anbefalingene ble fulgt fram til februar. Fram til 24. februar gjorde det regelmessige renholdet at det var få dager med maskinvarefeil, mens det fra den datoen og ut sesongen ikke ser ut til å være foretatt vasking av optikken. For å holde optikken tilstrekkelig fri for smuss, ser det ut for at rengjøringen bør foretas så ofte som hver 3. uke på Fåberg. Figur 3.5 - Figur 3.11 viser lufttemperatur, vegbanetemperatur og nedbør fra Tipping Bucket i perioden oktober 2005 april 2006. Hovedbildet er at sesongen 2005/2006 var en vinter med en del større snøfall og en del kuldeperioder i motsetning til sesongen 2004/2005 som var en relativt mild og nedbørsfattig vinter. Figur 3.5: Nedbør og temperatur i oktober 2005
21 Figur 3.6: Nedbør og temperatur i november 2005 Figur 3.7: Nedbør og temperatur i desember 2005
22 Figur 3.8: Nedbør og temperatur i januar 2006 Figur 3.9: Nedbør og temperatur i februar 2006
23 Figur 3.10: Nedbør og temperatur i mars 2006 Figur 3.11: Nedbør og temperatur i april 2006
24 3.2 Temperaturer I Figur 3.13 - Figur 3.19 er gjengitt vegbanetemperaturen fra de 4 sensorene for måling av vegbanetemperatur i perioden oktober 2005 april 2006. Det er som en kan jevnt over bra sammenfall i verdier fra de 4 vegbanesensorene, men i noen perioder er det målbare temperaturforskjeller mellom de ulike plasseringene i vegbanen. I Tabell 3.4 er gjengitt statistikk for de ulike vegbanesensorene for perioden 15. oktober 2005 15. april 2006 i form av gjennomsnitts-, minimums- og maksimumsverdier samt standardavvik. Forskjellen i gjennomsnittsverdi for de 2 sensorene som ligger i samme posisjon er på bare 0,01 0 C. Den minimale forskjellen mellom vegbanetemperaturen målt med Lufft sensoren som er hvit og anderaa sensoren i samme posisjon som er gråfarget tyder på at fargen på sensorene er av underordnet betydning for temperaturverdien. Mellom de 3 anderaa sensorene med ulik plassering i kjørebanen er det en viss forskjell selv om gjennomsnittsverdien varierer lite. Noe uventet er gjennomsnittstemperaturen lavere i felt 2 enn i felt 1. Tabell 3.4: Temperaturstatistikk for perioden 15. oktober 2005 15. april 2006 N Minimum Maximum Gjennomsnitt Standardavvik Lufttemperatur 4390-17,76 15,06-1,70 5,89 VTemp1 (anderaa) 4390-17,00 19,11-3,34 5,75 VTemp2 (anderaa) 4390-16,23 21,51-2,96 5,65 VTemp3 (anderaa) 3664-16,66 22,16-4,18 5,22 STemp (Lufft) 4043-16,87 21,31-3,33 5,70 GTemp (Lufft) 4043-24,25 16,41-3,45 5,22 BTemp (Lufft) 4043-10,10 9,20-2,25 4,01 1) Samme posisjon I Figur 3.12 er det sett nærmere på om solinnstråling kan ha betydning for vegbanetemperaturen i de to kjøreretningene. Figur 3.12 kan leses slik at temperaturforskjellen mellom felt 2 og felt 1 øker med økende innstråling. I ca 6 prosent av tida var det en positiv temperaturforskjell på mer enn 1,5 0 C mellom de to kjøreretningene og en gjennomsnittlig innstråling for disse observasjonene var 290 W/m 2. Det er således tydelig at sterk solinnstråling gir en klar temperaturforskjell mellom de to kjøreretningene, og at det er felt 2 som blir mest oppvarmet. Dette underbygger prioriteringen av felt 1 med hensyn på plassering av vegbanesensorer, men viser samtidig at det kan være interessant å dekke begge kjøreretningene med vegbanesensorer.
25 Sammenheng mellom temperaturforskjell i Felt 2 og Felt 1 (VTemp3-VTemp1) og innstråling, 14.11.2005-15.4.2006 5,00 4,00 3,00 y = 0,0135x + 0,2291 R 2 = 0,4605 2,00 1,00 VTemp3-Vtemp1 Linear (VTemp3-Vtemp1) 0,00-200,00-100,00 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00-1,00-2,00 Figur 3.12: Sammenheng mellom forskjell i vegbanetemperatur i felt 1 og felt 2 og utstråling Figur 3.13: Vegbanetemperaturer i oktober 2005
26 Figur 3.14: Vegbanetemperaturer i november 2005 Figur 3.15: Vegbanetemperaturer i desember 2005
27 Figur 3.16: Vegbanetemperaturer i januar 2006 Figur 3.17: Vegbanetemperaturer i februar 2006
28 Figur 3.18: Vegbanetemperaturer i mars 2006 Figur 3.19: Vegbanetemperaturer i april 2006
29 Figur 3.20: Temperaturer registrert i Lufft-sensoren i februar 2006, overflate, 5 cm og 30 cm ned i vegkroppen Figur 3.20 viser de tre temperaturene som blir registrert med Lufftsensoren, henholdsvis i overflaten, 5 cm og 30 cm ned i vegkroppen. Temperaturen i overflaten og 5 cm ned i vegdekket følger hverandre med samme mønster, men det er naturlig nok litt mer utslag i vegoverflata enn litt lenger ned i vegdekket. Den praktiske betydningen av dette er imidlertid usikker, og det er også grunn til å stille spørsmål ved nytten av temperaturinformasjonen 30 cm ned i vegkroppen så lenge dette bare er en punktmåling og derved ikke beskriver varmelagringsevnen på en lengre strekning. 3.3 Frysepunkt 3.3.1 Lufft sensoren I tillegg til temperaturparametere gir Lufft sensoren informasjon om saltkonsentrasjon, frysepunkt, væsketykkelse og vegtilstand. Tabell 3.5: ntall timer med utslag på sensoren for måling av saltkonsentrasjon Saltkonsentrasjon ntall timer Prosent 0 28 0,6 1 328 7,5 2 130 3,0 Totalt m/ utslag 486 11,1 Timer u/ utslag 3906 88,9 Totalt antall timer 4392 100
30 Tabell 3.5 viser at det var utslag på restsaltføleren i 11,1 % av tida. I 26,7 % av disse tilfellene ble det målt en saltkonsentrasjon på 2 %. Med en gjennomsnittlig væsketykkelse på 0,6 mm tilsvarer dette et frysepunkt på -0,9 0 C, jfr. Tabell 3.6. Med en gjennomsnittlig vegbanetemperatur på -2,2 0 C i de samme timene, tilsier dette at det gjennomgående er benyttet for lite salt for å være sikker på å unngå tilfrysing forutsatt at sensoren virker som den skal. Tabell 3.6: Saltnivå, væsketykkelse, frysepunkt og vegbanetemperatur ved utslag på restsaltføleren Parameter ntall timer Minimum Maximum Gj.snitt Standardavvik Saltnivå 458 1 2 1,3 0,5 Væsketykkelse (Lufft) 458 0,0 1,4 0,6 0,5 Frysepunkt (Lufft) 458-1,3-0,6-0,9 0,1 STemp (Lufft) 458-6,0 7,8-2,2 2,4 I 119 timer var frysepunktet lavere enn vegbanetemperaturen, men ikke tilstrekkelig til å hindre tilfrysing ved eventuelt temperaturfall, jfr. Tabell 3.7. Tabell 3.7: Saltnivå, væsketykkelse, frysepunkt og vegbanetemperatur ved utslag på restsaltføleren og frysepunkt lavere enn vegbanetemperaturen Parameter ntall timer Minimum Maximum Gj.snitt Standardavvik Saltnivå 119 1 1 1 0 Væsketykkelse (Lufft) 119 0,0 1,4 0,7 0,5 Frysepunkt (Lufft) 119-0,9-0,6-0,8 0,1 STemp (Lufft) 119-0,9 7,8 0,9 1,9 3.3.2 Frysepunkt anderaa sensor Frysepunktsensorene av typen anderaa 3565E ble satt i drift 14. november. I Figur 3.22 - Figur 3.26 er gjengitt månedsoversikter for de to frysepunktsensorene samt lufttemperatur og vegbanetemperatur. For at det skal bli utslag på frysepunktsensoren er det nødvendig at det er en vannfilm over sensoren.
31 Figur 3.21: Frysepunkt, lufttemperatur og vegbanetemperatur i november 2005 Figur 3.22: Frysepunkt, lufttemperatur og vegbanetemperatur i desember 2005
32 Figur 3.23: Frysepunkt, lufttemperatur og vegbanetemperatur i januar 2006 Figur 3.24: Frysepunkt, lufttemperatur og vegbanetemperatur i februar 2006
33 Figur 3.25: Frysepunkt, lufttemperatur og vegbanetemperatur i mars 2006 Figur 3.26: Frysepunkt, lufttemperatur og vegbanetemperatur i april 2006
34 Figur 3.27: Frysepunkt, lufttemperatur og vegbanetemperatur 15. 19. februar 2006 Figur 3.28: Frysepunkt og andel ulike vegoverflatetilstander fra LRSS 15. 19. februar 2006
35 3.4 Vegtilstand registrert med Lufft sensoren Tabell 3.8 viser fordelingen på ulike vegtilstander ut fra data fra Lufft sensoren. Det var i alt 624 timer med manglende verdier for denne parameteren i den betraktede perioden, tilsvarende 14,2 prosent av tida. Som en kan se av Tabell 3.8 har Lufft sensoren registrert 86,6 prosent tørr vegbane i perioden 15. oktober 15. april. Sett i forhold tida med registrert nedbør, jfr. Figur 3.1, skulle trolig andelen tørr vegbane vært noe lavere. Tabell 3.8: Vegtilstand registrert med Lufft sensoren 15. oktober 15. april Vegtilstand ntall Prosent Gyldig prosent Tørr 3257 74,2 86,4 Restsalt 16 0,4 0,4 Fuktig 14 0,3 0,4 Våt 212 4,8 5,6 Frysende våt 8 0,2 0,2 Rimfrost 26 0,6 0,7 Tørr snø 44 1,0 1,2 Tørr is 60 1,4 1,6 Våt snø 56 1,3 1,5 Is 75 1,7 2,0 Totalt 3768 85,8 100 Manglende verdi 624 14,2 Totalt 4392 100 3.5 Beredskapsfunksjon En beredskapsfunksjon knyttet til en klimastasjon vil normalt være basert på algoritmer som bygger på grenseverdier for ulike klimaparametre. Det mest vanlige er å knytte beredskapsfunksjonen opp mot grenseverdier for vegbanetemperatur og lufttemperatur, forholdet mellom vegbanetemperatur og duggpunktstemperatur samt nedbør. Dette har bl a vært lagt til grunn for beredskapsfunksjonen som ble utviklet i forbindelse med Veg90. Når gitte betingelser er oppfylt vil det gå en alarm. Beredskapsfunksjonen er lagt inn som en av parametrene i SMS oppsettet.
36 Tabell 3.9: Beregnet beredskapsfunksjon Verdi ntall Prosent Gyldig prosent 0 3637 68,0 68,2 1 14 0,3 0,3 10 28 0,5 0,5 11 17 0,3 0,3 100 66 1,2 1,2 111 13 0,2 0,2 1000 1396 26,1 26,2 1011 40 0,7 0,7 1100 63 1,2 1,2 1111 16 0,3 0,3 10000 7 0,1 0,1 10011 1 0,0 0,0 11000 36 0,7 0,7 Totalt 5334 99,7 100 Manglende verdi 18 0,3 Totalt 5352 100 I Tabell 3.9 er summert opp antall av de ulike beredskapsverdiene. Som det framgår av Tabell 3.9 er det i tillegg til beredskap 0 beredskapsfaktoren 1000 som dominerer bildet. Totalt har stasjonen gått i beredskap i 31,8 prosent av tida og i 26,2 prosent av tida har stasjonen slått ut på kriteriene for faktor 1000. Dvs. at både luft- og vegbanetemperaturen har vært lavere enn en satt grenseverdi og vegbanetemperaturen har vært lavere enn duggpunktet. 3.6 Videokamera Fra begge kameraene både på Fåberg og Øyer er det lagret bilder en gang per time fra 18. oktober ut sesongen til 20. mars. Figur 3.29 - Figur 3.32 viser eksempler på bilder fra de fire kameraene. En viktig hensikt med å lagre bildene er å kunne understøtte ulike analyser med bildedokumentasjon. Kamerabildene kan også brukes som grunnlag for å bestemme føretilstand og fordeling på ulike føretyper, men det er ikke gjort for hele sesongen. Systemet med lagring av kamerabilder har fungert helt uten problemer gjennom hele sesongen.
37 Figur 3.29: Videokamerabilde, Fåberg i sørgående retning. 5. februar kl 08:07 Figur 3.30: Videokamerabilde, Fåberg utsnitt dekker begge kjørefeltene. 5. februar kl 08:06
38 Figur 3.31: Videokamerabilde, Øyer i sørgående retning. 5. februar kl 07:59 Figur 3.32: Videokamerabilde, Øyer i nordgående retning. 5. februar kl 08:05
39 3.7 LRSS LRSS sensoren ble oppgradert høsten 2005 og ble montert i ny versjon 14. november. Oppgraderingen besto hovedsakelig i: Økt signalstyrke Endring i kalibreringsfunksjonen Ny programvare Mulighet for å analysere delområder i bildet Endring av bildeutsnittet Forbedret bildeoverføing Etter monteringen fungerte sensoren fram til 14. desember, men da oppstod det en mekanisk feil. Sensoren ble ikke erstattet før 6. februar, slik at en dessverre mangler data for nesten 2 måneder av sesongen. Figur 3.33 viser et eksempel på bilde fra LRSS. Ulike farger angir ulike føretilstander, og det skilles på: Bar veg (Clean) Is (Ice) Snø (Snow) Vann (Water) Ukjent (Unknown)
Figur 3.33: Eksempel på bilde fra LRSS 40
41 Figur 3.34: Kombinasjon av videobilde og bilde fra LRSS, 5. desember 2005 kl 08:05 I Figur 3.34 er LRSS bildet lagt på videobildet som er tatt til samme tidspunkt 5. desember 2005. En kan se at LRSS gir en god gjengivelse av den fotografiske tilstanden på vegbanen og skiller godt på snø. Når det gjelder bildeutsnittet fra LRSS, ble vinkelen noe justert ved monteringen 6. februar. v Figur 3.35 framgår det at praktisk talt hele kjørebanebredden er dekket opp i den nye posisjonen.
42 Figur 3.35: Kombinasjon av videobilde og bilde fra LRSS, 8. februar 2006 kl 10:07 Figur 3.36 viser et eksempel på avgrensning av delområder i LRSS bildet. Det kan defineres inntil 6 delområder med pixel-verdier for hvert delområde skrevet til fil.
Figur 3.36: Inndeling i analysefelt. 8.2.2006 kl 10:06 43
44 Figur 3.37: 12.2.2006 kl 18:59, lufttemperatur: -9,3, vegbanetemperatur: -10,1 Figur 3.37 og Figur 3.38 viser et par eksempler på hakkete bilder. Det er trolig at hakkingen har en mekanisk årsak som kan skyldes temperaturen, men dette har en ikke fått bekreftet.
45 Figur 3.38: 12.2.2006 kl 19:59: lufttemperatur: -11,4, vegbanetemperatur: -12,2 For å illustrere hvordan situasjonen på vegbanen er når det er store andeler av de ulike tilstandene, er det i de følgende figurene gjengitt eksempler hvor de ulike tilstandene er framtredende.
46 Figur 3.39: Eksempel på LRSS bilde med stor andel snø Figur 3.40: Eksempel på LRSS bilde med stor andel is
47 Figur 3.41: Eksempel på LRSS bilde med andel is/snø ca 35 prosent Figur 3.42: Eksempel på LRSS bilde med stor andel vann
48 Figur 3.43: Eksempel på LRSS bilde med stor andel bar veg Figur 3.44: Eksempel på LRSS bilde med stor andel ukjent
49 Prosentverdiene fra LRSS bildene blir skrevet til Hidacs databasen, slik at det er mulig å sette opp statistikk og gjøre analyser på informasjonen fra LRSS sensoren. I Figur 3.45 - Figur 3.49 er gjengitt prosentfordeling av de ulike overflatetilstandene i perioden 7. februar 15. april 2006. Fordeling av andelen bar veg 100% 75% Prosent 50% 26% 25% 8% 4% 6% 8% 9% 12% 11% 6% 9% 0% 0-10 % 20-30 % 40-50 % 60-70 % 80-90 % 10-20 % 30-40 % 50-60% 70-80 % 90-100 % Figur 3.45: Fordeling av andelen bar veg 7. februar 2006-15. april
Prosent Prosent 50 Fordeling av andelen is 100% 75% 68% 50% 25% 11% 8% 2% 3% 3% 3% 2% 1% 0% 0% 0-10 % 20-30 % 40-50 % 60-70 % 80-90 % 10-20 % 30-40 % 50-60% 70-80 % 90-100 % Figur 3.46: Fordeling av andelen is 7. februar 2006-15. april Fordeling av andelen snø 100% 91% 75% 50% 25% 4% 1% 1% 1% 1% 0% 0% 0% 1% 0% 0-10 % 20-30 % 40-50 % 60-70 % 80-90 % 10-20 % 30-40 % 50-60% 70-80 % 90-100 % Figur 3.47: Fordeling av andelen snø 7. februar 2006-15. april
Prosent Prosent 7% 7% 5% 3% 1% 0% 51 Fordeling av andelen vann 100% 75% 66% 50% 25% 11% 0% 0-10 % 20-30 % 40-50 % 60-70 % 10-20 % 30-40 % 50-60% 70-80 % Figur 3.48: Fordeling av andelen vann 7. februar 2006-15. april Fordeling av andelen ukjent 100% 75% 73% 50% 25% 14% 3% 2% 2% 1% 2% 1% 1% 0% 0-10 % 20-30 % 40-50 % 60-70 % 80-90 % 10-20 % 30-40 % 50-60% 70-80 % Figur 3.49: Fordeling av andelen ukjent verdi 7. februar 2006-15. april
Prosent 52 Fordeling av andelen snø og is 100% 75% 63% 50% 25% 13% 9% 2% 2% 1% 2% 1% 2% 5% 0% 0-10 % 20-30 % 40-50 % 60-70 % 80-90 % 10-20 % 30-40 % 50-60% 70-80 % 90-100 % Figur 3.50: Fordeling av andelen snø og is 7. februar 2006-15. april Det er interessante tall som framkommer av statistikken fra LRSS sensoren. v totalt 1631 timer med registreringer var det i 21 prosent av tida registrert is på mer enn 20 prosent av vegbanen. For en veg som saltes er nok dette relativt mye. Hvis en slår sammen snø og is var det i 24 prosent av tida registrert mer enn 20 prosent med snø-/isdekke på vegbanen, se Figur 3.50, dvs. hver 4. time. Hvis en går ut fra kravet i den nye standarden om at minst 2/3 av vegbanen mellom kantlinjene skal være fri for snø og is, var dette kravet overskredet i 226 av 1631 timer, dvs. i 14 prosent av tida. Uten å ta stilling til om dette indikerer avvik, viser det klart at det er nyttig å få fram slike resultater. En sensor av typen LRSS eller tilsvarende har helt opplagt en anvendelse i forhold til å vurdere standardoppnåelse og ved mer inngående analyser av effekten av tiltak. Når det gjelder andelen ukjent er dette en verdi som kan bringe usikkerheter inn i registreringene. Det er derfor viktig at den andelen er så liten som mulig. Ut fra Figur 3.49 ser ikke ukjent verdien ut til å utgjøre noe stort problem. ndelen ukjent er imidlertid større enn 20 prosent i 13 prosent av tida, så her ser det fortsatt ut til å være behov for å gjøre forbedringer. Mulige forklaringer kan være at dette er temperaturavhengig, og i Figur 3.51 og Figur 3.52 er det satt diagram hvor ukjent verdi er plott mot lufttemperatur. Det ser ut til å være skjedd en endring i forbindelse med monteringen igjen i februar, men det er ikke noen klar sammenheng når en ser alle observasjonene under ett. Ved å filtrere bort ukjent verdier mindre enn 15 prosent, blir imidlertid bildet klarere. Ukjent verdi > 15 prosent utgjør 268 av 2256 timer etter 6. februar, og da viser det seg at det er en signifikant sammenheng lufttemperaturen. Dvs. at andelen ukjent tilstand øker med synkende temperatur. Dette vil derfor være et spor å følge for å forbedre registreringene.
53 Sammenheng mellom andel ukjent verdi i LRSS og lufttemperatur, 15.11-15.12.2006 40,00 35,00 Prosent ukjent ndel ukjent verdi 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00-15 -10-5 0 5 10 15 Lufttemperatur Figur 3.51: Sammenheng mellom andel ukjent verdi i LRSS og lufttemperatur, perioden 15.11 15.12.2006 Sammenheng mellom andel ukjent verdi i LRSS og lufttemperatur, fra 7. 2.2006 og utover 100,00 ndel ukjent verdi 80,00 60,00 40,00 20,00 Prosent ukjent Linear (Prosent ukjent) y = -1,0422x + 6,8608 R 2 = 0,1145 0,00-20 -15-10 -5 0 5 10 15-20,00 Lufttemperatur Figur 3.52: Sammenheng mellom andel ukjent verdi i LRSS og lufttemperatur, perioden fra 7.2.2006 og utover
54 ndel ukjent og lufftemperatur 7.2.2006 og utover Ukjent_prosent 80,0 40,0 0,0-40,0 Ukjent_prosent = 23,52 + -2,71 * MvNo_1 R-Square = 0,40-10,0 0,0 10,0 20,0 Lufttemperatur Figur 3.53:Ukjent verdi > 15 prosent ndel prosent vann og frysepunkt 1 100,0 Vann_prosent 75,0 50,0 25,0 0,0 Vann_prosent = 29,14 + 1,67 * MvNo_31 R-Square = 0,07-20,0-15,0-10,0-5,0 0,0 Frysepunkt1 (anderaa) Figur 3.54: ndel vann > 5 % og frysepunkt 1 < -2 grader
55 ndel prosent vann og frysepunkt 2 Vann_prosent 75,0 50,0 25,0 0,0 Vann_prosent = 28,26 + 1,48 * MvNo_32 R-Square = 0,02-20,0-10,0 0,0 Frysepunkt2 (anderaa) Figur 3.55: ndel vann > 5 % og frysepunkt 1 < -2 grader Frysepunkt registrert med ulike sensorer -0,6 Frysepunkt (Lufft) -0,8-1,0-1,2 Frysepunkt (Lufft) = -1,01 + -0,01 * MvNo_31 R-Square = 0,11-20,0-15,0-10,0-5,0 0,0 Frysepunkt1 (anderaa) Figur 3.56: Sammenheng mellom frysepunkt registrert med Lufftsensoren og aanderaa vegbanesensor 1
56 Frysepunkt registrert med ulike sensorer -0,6 Frysepunkt (Lufft) -0,8-1,0-1,2 Frysepunkt (Lufft) = -1,00 + -0,01 * MvNo_32 R-Square = 0,10-20,0-10,0 0,0 Frysepunkt2 (anderaa) Figur 3.57: Sammenheng mellom frysepunkt registrert med Lufftsensoren og aanderaa vegbanesensor 1 Frysepunkt1 (anderaa) 0,0-5,0-10,0-15,0-20,0 Sammenligning frysepunkt 1 og 2 Frysepunkt1 (anderaa) = -0,46 + 0,89 * MvNo_32 R-Square = 0,61-20,0-10,0 0,0 Frysepunkt2 (anderaa) Figur 3.58: Sammenligning mellom frysepunkt registrert med de 2 anderaa sensorene
57 Tabell 3.10: ntall timer med registrerte utslag i frysepunkt for ulike typer sensorer ntall timer med utslag mindre enn grenseverdi Sensor < 0 < -1 0 C LUFFT 458 128 anderaa felt 1 3462 1819 anderaaa felt 2 3394 1734 3.8 Tekstmelding via SMS Ved å sende en tekstmelding til klimastasjonen på Fåberg med teksten Sta, blir det overført nåverdier for de parametrene som er definert, jfr. beskrivelsen i avsnitt 2.4. Meldingen som kommer i retur har følgende tekst: Faaberg E6 Lufttemp xx.x C Vegtemp1 xx.x C (nderaa sensor nr 1) Duggpkt xx.x *C Nedb TB x.x mm/t (Tipping bucket) Nedb jn **P/V** (Optic Eye) Sno jn **P/V** (Optic Eye) Utstr xxx.x Wm 2 Fryspt xx.x C (Lufft) Veg tils x.x (Lufft) Beredskap xxxx Systemet med SMS gir en rask tilgang til en del nøkkelparamtre. Det er særlig aktuelt for entreprenøren å benytte seg av denne måten å hente data på, men også byggherren vil kunne ha nytte av bruke tekstmeldinger som ledd i sin oppfølging. Når det gjelder dataene som overføres via SMS, kan det være riktig å råde brukerne til ikke å legge for stor vekt på frysepunkt og vegtilstand til en er mer sikker på at Lufft sensoren gir riktige verdier. Beredskapsparameteren er basert på algoritmer som ble utarbeidet i tilknytning til Veg90. Denne parameteren er lagret i loggen fra Hidacs, men er ikke definert i Veg90 PC. Det vil bli tatt kontakt med leverandøren for å se hvilken nytte en kan ha av denne informasjonen.
58 3.9 Vurdering av driftsstabilitet Figur 3.59: Luft- og vegbanetemperaturer i mai 2006 Driftsstabiliteten på stasjonen på Fåberg har vært god. Med unntak av LRSS sensoren har det ikke vært funksjonsfeil på sensorene. Det spranget en ser i lufttemperatur i Figur 3.59 har sin enkle forklaring i at sensoren 22. mai ble nedmontert for kalibrering. Når det gjelder kommunikasjonsløsningene, har både Internett oppkoblingen med overføring av bilder og lagring i Hidacs databasen fungert uten problemer av noen art. Også modemoppkoblingen med Veg90 PC har virket prikkfritt. LRSS bildene er overført via FTPserver, også dette har gått greitt. Det er imidlertid viktig å ha gode rutiner for overføring av bilder for ikke å miste data siden minnet har begrenset lagringskapasitet.
59 4 Meteogramanalyse for vinteren 2005-2006 4.1 Generelt Det er her gjort en analyse av meteogrammers pålitelighet til å varsle temperatur og nedbør. nalysen er gjort for hele desember og januar. I tillegg er det sett på en del utvalgte perioder i månedene oktober, november, februar, mars og april, perioder hvor det ble gjort vintervedlikeholdstiltak på vegen. (Perioden som er analysert starter et par dager før tiltak iverksettes). Vedlikeholdstiltakene sammenfaller som regel med nedbørsperioder, og det er derfor i første rekke månedene desember og januar som bør brukes når man skal se på varslingskvalitet på nedbørssiden. De utvalgte periodene kan imidlertid være interessante når det er snakk om å finne ut: Om meteogrammene har vært nyttig som beslutningsstøtte til vedlikeholdstiltakene Hvorvidt meteogrammene måler riktig når det først kommer nedbør Meteogrammene gjelder for Øyer, og er lastet ned fra meteogramarkivet i værbutikken fra www.met.no. De øvrige dataene er fra Hidacs-databasen fra stasjonen på Fåberg. Denne stasjonen ligger omtrent på samme høyde som Øyer, og man ser i denne analyse bort ifra eventuelle avvik i værforhold mellom disse stedene. Det gis ut 4 meteogrammer i døgnet: klokken 00, 06, 12 og 18. Denne analysen er gjort slik at meteogramvarslene knyttes til det påfølgende døgnet fra kl 00 til 23. Dette vil si at MET 00 melder for et døgn som starter 24 timer senere mens MET 18 melder for et døgn som starter 6 timer senere. Figur 4.1 viser eksempel på et meteogram hentet ut kl 18. Figur 4.1: Meteogram fra 22. desember 2005 kl 18 (MET 18). I denne analysen knyttes dette meteogrammet til 23. desember, fra kl 00 til kl 23
60 Det er nærliggende å anta at meteogrammene som kommer sent på dagen er riktigere enn de som kommer tidligere, og noe av hensikten med denne analysen er å undersøke dette. 4.2 Sammenlikning av nedbørsmålinger gjort med Tipping Bucket og Optic Eye Her er det gjort en sammenholding av nedbør målt med vippepluviograf (Tipping Bucket) og nedbør målt med Optic Eye. Optic Eye måler høyden på snølaget, og for å konvertere dette til millimeter nedbør divideres målingene med 10. Nedbørsmålinger: Tipping Bucket vs Optic Eye 70 60 total mengde nedbør (mm) 50 40 30 20 10 Målt nedbør TB Målt nedbør OE 0 *Oktober *November Desember Januar *Februar *Mars (*kun utvalgte perioder med nedbør) Figur 4.2: Nedbørsmålinger med Tipping Bucket og Optic Eye En kan se av Figur 4.2 at i de kalde månedene, det vil si desember, januar og februar, så måler Optic Eye gjennomgående høyere enn Tipping Bucket, mens det er motsatt i de varme månedene (oktober, november og mars). Dette kan tyde på at det ikke blir riktig å bruke en konstant konverteringsfaktor på 10. I de videre analysene er nedbørsprognosene sammenlignet med målinger gjort med Tipping Bucket. Figur 4.3 viser totalt målt og varslet nedbør i desember 2005 og januar 2006. Meteogrammenes varslingskvalitet når det gjelder nedbør ser ut til å være relativt dårlig, både når det gjelder nedbørsmengde samt det å anslå tidspunkt for nedbør. I desember varslet meteogrammene i gjennomsnitt 77 millimeter nedbør mens det ble målt 10 millimeter. I januar lød varslene på gjennomsnittlig 90 millimeter mens det ble målt 21 millimeter nedbør. Det ser ikke ut til at meteogrammene blir noe særlig bedre ut over dagen, verken når vi tar for oss nedbør på månedsbasis eller på døgnbasis.
61 Total månedlig nedbør Total månedlig nedbør 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 85,8 73,2 72,0 75,9 Nedbør TB Nedbør MET00 120,0 100,0 80,0 96,7 87,5 89,8 85,2 Nedbør TB Nedbør MET00 mm 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 10,5 Nedbør MET06 Nedbør MET12 Nedbør MET18 0,0 Desember 2005 Figur 4.3: Totalt målt og varslet nedbør i desember og januar 4.3 Målt og prognosert nedbør, vinteren 2005/2006 Her følger en sammenligning av nedbøren som meteogrammene varslet og nedbøren som ble målt med Tipping Bucket på døgnbasis. I diagrammene i Figur 4.4 - Figur 4.10 er også vintervedlikeholdstiltakene i form av salting angitt med en vertikal pil. Sammenstilling Oktober 2005, utvalgte perioder 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 17-10-2005 18-10-2005 19-10-2005 20-10-2005 21-10-2005 22-10-2005 23-10-2005 24-10-2005 25-10-2005 26-10-2005 27-10-2005 28-10-2005 mm 60,0 40,0 20,0 21,0 Nedbør MET06 Nedbør MET12 Nedbør MET18 0,0 Januar 2006 mm/døgn NedbørTB NedbørMET00 NedbørMET06 NedbørMET12 NedbørMET18 Dato Figur 4.4: Målt og prognostisert nedbør, oktober 2005. Piler angir salttiltak
62 Sammenstilling november 2005, utvalgte perioder 20 18 16 14 mm/døgn 12 10 8 NedbørTB NedbørMET00 NedbørMET06 NedbørMET12 NedbørMET18 6 4 2 0 16-11-2005 17-11-2005 18-11-2005 19-11-2005 20-11-2005 21-11-2005 22-11-2005 23-11-2005 24-11-2005 25-11-2005 26-11-2005 27-11-2005 28-11-2005 Dato Figur 4.5: Målt og prognostisert nedbør, november 2005. Piler angir salttiltak Sammenstilling desember 2005 20 18 16 14 mm/døgn 12 10 8 6 4 2 0 1-12-05 3-12-05 5-12-05 7-12-05 9-12-05 11-12-05 13-12-05 15-12-05 17-12-05 19-12-05 21-12-05 23-12-05 25-12-05 27-12-05 29-12-05 31-12-05 NedbørTB NedbørMET00 NedbørMET06 NedbørMET12 NedbørMET18 Dato Figur 4.6: Målt og prognostisert nedbør, november 2005. Piler angir salttiltak
63 Sammenstilling januar 2006 20 18 16 14 mm/døgn 12 10 8 NedbørTB NedbørMET00 NedbørMET06 NedbørMET12 NedbørMET18 6 4 2 0 01-01-06 03-01-06 05-01-06 07-01-06 09-01-06 11-01-06 13-01-06 15-01-06 17-01-06 19-01-06 21-01-06 23-01-06 25-01-06 27-01-06 29-01-06 31-01-06 Dato Figur 4.7: Målt og prognostisert nedbør, januar 2006. Piler angir salttiltak Sammenstilling februar 2006, utvalgte perioder 20 18 16 14 mm/døgn 12 10 8 6 4 2 0 03-02-2006 04-02-2006 05-02-2006 06-02-2006 07-02-2006 08-02-2006 09-02-2006 10-02-2006 11-02-2006 14-02-2006 15-02-2006 16-02-2006 17-02-2006 18-02-2006 19-02-2006 20-02-2006 21-02-2006 22-02-2006 23-02-2006 24-02-2006 25-02-2006 NedbørTB NedbørMET00 NedbørMET06 NedbørMET12 NedbørMET18 Dato Figur 4.8: Målt og prognostisert nedbør, februar 2006. Piler angir salttiltak
64 Sammenstilling mars 2006, utvalgte perioder 20 18 16 14 mm/døgn 12 10 8 NedbørTB NedbørMET00 NedbørMET06 NedbørMET12 NedbørMET18 6 4 2 0 02-03-2006 03-03-2006 04-03-2006 05-03-2006 09-03-2006 10-03-2006 11-03-2006 12-03-2006 23-03-2006 24-03-2006 25-03-2006 26-03-2006 27-03-2006 28-03-2006 29-03-2006 30-03-2006 31-03-2006 Dato Figur 4.9: Målt og prognostisert nedbør, mars 2006. Piler angir salttiltak Sammenstilling april 2006, utvalgte perioder 20 18 16 14 mm/døgn 12 10 8 NedbørTB NedbørMET00 NedbørMET06 NedbørMET12 NedbørMET18 6 4 2 0 01-04-2006 02-04-2006 03-04-2006 04-04-2006 05-04-2006 07-04-2006 08-04-2006 09-04-2006 10-04-2006 11-04-2006 Dato Figur 4.10: Målt og prognostisert nedbør, april 2006. Piler angir salttiltak På samtlige dager er det slik at den registrerte nedbørsmengden er mindre enn den som ble målt. En kan samtidig se at det var varslet nedbør alle dagene med registrert nedbør.
65 Figur 4.11 viser gjennomsnittlig avvik i nedbør per døgn for månedene desember og januar. Gjennomsnittlig avvik mellom varslet og registrert nedbør 3 2,5 mm/døgn 2 1,5 1 MET 00 MET 06 MET 12 MET 18 0,5 0 Desember Januar Figur 4.11: Gjennomsnittlig avvik mellom målt og varslet nedbør i henholdsvis desember 2005 og januar 2006 v Figur 4.11 kan en se at nøyaktigheten på varslene i gjennomsnitt ikke endrer seg vesentlig utover dagen. 4.4 Varslingskvalitet i forhold til vindretning Det er foretatt en vurdering av hvorvidt varslingskvaliteten på nedbør varierer med vindretningen, se Figur 4.12. Varslingskvalitet i forhold til vindretning Varslingskvalitet nedbør i forhold til vindretning gjennomsnittlig avvik i mm/time 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 NV NØ SØ SV (*ikke hele måneden, men perioder med nedbør) Oktober* November* Desember Januar Februar* Mars* pril* gjennomsnittlig absolutt avvik i mm/døgn 8 7 6 5 4 3 2 1 0 NV NØ SØ SV Medianverdi for vindretning (*målinger ikke for hele måneden, men perioder med nedbør) Oktober* November* Desember Januar Februar* Mars* pril* Figur 4.12: Diagrammene over gir gjennomnittlig avvik mellom målt og varslet nedbør(gjennomsnitt av de 4 meteogrammer). Diagrammet til venstre er på timesbasis mens diagrammet til høyre er på døgnbasis. Ut fra Figur 4.12 kan det kan se ut til at målingene er noe mer korrekte når vinden kommer fra nordøst, i hvert fall hvis man ser på timebasis, skjønt denne sammenhengen blir mer utydelig når man ser på døgnbasis.
66 Et betimelig spørsmål er imidlertid hvor riktig det blir å operere på døgnbasis og regne vindretningen som medianverdi; Det er nemlig ganske store variasjoner i vindretning i løpet av en dag. Videre merker man seg også at nordøst totalt sett er den dominerende vindretningen, se Figur 4.13. Hvor kommer vinden ifra? ntall timer 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 NV NØ SØ SV (*ikke for hele måneden, kun utvalgte perioder) Oktober* November* Desember Januar Februar Mars* pril* Figur 4.13: Vi ser at nordøst er dominerende vindretning Konklusjonen blir derfor at nedbørsmålingene ser ut til å være noe mer korrekte når vinden kommer fra nordøst. 4.5 Varslingskvalitet: antall inntrufne og varslede nedbørsdøgn Figur 4.14 viser antall nedbørsdøgn i form av uvarslede, varslede men ikke inntrufne og varslede og inntrufne tilfeller. Nedbørsdøgn 18 16 16 15 14 13 12 antall døgn 10 8 8 Uvarslede tilfeller Ikke inntrufne Varslede og inntrufne 6 4 2 0 0 0 Desember 2005 Januar 2006 Figur 4.14: ntall nedbørsdøgn I desember prognoserte samtlige meteogrammer 29 nedbørsdøgn, mot at det ble registrert nedbør i 16 døgn. I januar varslet tre av meteogrammene 23 nedbørsdøgn mens MET06 varslet 24. Denne
67 måneden ble det registrert nedbør i 8 av døgnene. Imidlertid var det ingen registrerte nedbørsdøgn som på forhånd ikke var varslet. 4.6 Meteogramanalyse temperatur Først er det interessant å se på hvordan meteogrammene stemmer med målt temperatur på timesbasis. De følgende diagrammene er typiske, se Figur 4.15. Varslet og målt temperatur, 03 desember 2005 Varslet og målt temperatur 23 desember 2005 1 0 grader celcius 0-1 00:00-2 -3-4 -5 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Målt temp MET 00 MET 06 MET 12 MET 18 grader celcius -1 00:00-2 -3-4 -5-6 -7 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Målt temp MET00 MET06 MET12 MET18-6 -8-7 -9-8 -10 grader celcius 4 2 0 00:00-2 -4-6 02:00 Varslet og målt temperatur, 25 januar 2005 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Målt temp MET00 MET06 MET12 MET18 grader celcius 4 2 0-2 00:00-4 -6-8 -10-12 -14 Varslet og målt temeperatur 25 mars 2006 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Målt temperatur MET 00 MET 06 MET 12 MET 18-8 -16 Figur 4.15: Dette viser en typisk sammenligning mellom målt temperatur og den som meteogrammene spår. Det ser ut som at det enkelte dager er bra sammenfall mellom målt og varslet temperatur på dette nivået, andre dager ikke. Hvis man ser på gjennomsnittet over hele måneden, får man en sammenheng som vist i Figur 4.16.
68 Gjennomsnittlig absolutt temperaturavvik mellom målt temp (TB) og prognosert temp. Gjennomsnittlig temperaturdifferanse (Målt temp(tb) - prognosert temp) 4 4,00 3,5 3,50 3 3,00 2,5 2 1,5 Tabs M00 Tabs M06 Tabs M12 Tabs M18 2,50 2,00 1,50 Tdiff M00 Tdiff M06 Tdiff M12 Tdiff M18 1 1,00 0,5 0,50 0 okt* nov* des jan feb* mar* apr* 0,00 okt* nov* des jan feb* mar* apr* (*kun utvalgte perioder) (*kun utvalgte perioder) Figur 4.16: Diagrammet til venstre viser det absolutte gjennomsnittlige avviket de respektive meteogrammer har i forhold til den målte verdien. Diagrammet til høyre viser hvor mye de respektive meteogrammer ligger under den målte temperaturen i de ulike periodene. En ser av diagrammet til venstre i Figur 4.16 at avvikene mellom målt temperatur og varslet temperatur i meteogrammene er ganske stor (stort sett i området 2,5-3 grader). Hvis en i tillegg ser på diagrammet til høyre, så kommer det tydelig frem at meteogrammene i overveiende grad varsler en temperatur som ligger ganske mye lavere enn den målte temperaturen. I oktober ser en at meteogramprognosene for Øyer i de utvalgte periodene bare ligger 0,27 grader under verdiene som ble målt ved Fåberg. Hva dette skyldes er vanskelig å si. I Figur 4.17 er det satt opp grafer som viser varslet og målt temperatur i ett og samme diagram for hver periode. Den målte temperaturen ser generelt ut til å ligge noe over den som er spådd i meteogrammene.
69 Varslet og målt temperatur 17.-28. oktober 2005 15 10 5 0 Målt temp C met00 T C met06 T C met12 T C met18 T C -5-10 Varslet og målt temperatur desember 2005 10 5 0-5 -10 Målt temp C met00 T C met06 T C met12 T C met18 T C -15-20 Varslet og målt temperatur januar 2006 10 5 0-5 -10-15 LTmp1 C Lt-M00 C Lt-M06 C Lt-M12 C Lt-M18 C -20-25 Figur 4.17: I diagrammene over er målt temperatur for desember og januar stilt sammen med prognosene fra de ulike meteogrammene. 4.7 Konklusjon Varslingskvaliteten til meteogrammene kan ikke sies å være spesielt gode ut fra den sammenligningen som er gjort mellom meteogrammet for Øyer og nedbørs- og temperaturdata fra Fåberg. Det ser heller ikke til at varslingskvaliteten er noe bedre for meteogrammer som melder for 6 timer frem i tid enn for de som melder for 18 timer frem i tid, verken når det gjelder nedbør eller temperatur.
70 På nedbørssiden spår meteogrammene mye mer enn det som faktisk kommer. (I januar for eksempel lød prognosene på gjennomsnittlig 90 milllimeter, mens det ble målt 21 millimeter nedbør.) Positivt er det imidlertid at det uhyre sjelden forekommer nedbør som ikke er spådd i meteogrammene. Det er også viktig å presisere at sammenligningen er gjort for et punkt (Fåberg), mens meteogrammet dekker er større geografisk område. Å bruke Optic Eye til å måle nedbør ser ut til å være noe problematisk: I kalde måneder måler den mer nedbør enn Tipping Bucket, mens det i varme måneder er motsatt. Dette kan skyldes at konverteringsfaktoren fra snø til regn (som her er satt lik 10) ikke er konstant. På temperatursiden er det også relativt store avvik. bsolutt avvik fra målt temperatur ligger rundt 2,5 grader celsius. Hvis man tillater seg å korrigere meteogrammene med å legge til 2 grader celsius på samtlige prognoser, synker det gjennomsnittlige absolutte temperaturavvik for januar fra 3,22 grader til 2,0 grader. For desember får vi en tilsvarende nedgang fra 3,14 grader til 2,47 grader. Dette stemmer imidlertid dårlig med oktober.
71 Litteraturliste Statens vegvesen Vegdirektoratet Klimastasjoner. Retningslinjer. Håndbok 266. Vegtrafikkavdelingen. Oslo, april 2005 Statens vegvesen Vegdirektoratet Vaa, Torgeir Meteorologi og klimastasjoner. Veileder i bruk av meteorologiske data i statens vegvesen. TTS-03-2001. Transport og trafikksikkerhetsavdelingen. Kontor for transportinformatikk. Oslo, mai 2001 Vinterdrift / TS Lillehammer. Evaluering av system for beslutningsstøtte sesongen 2004/2005
72
Vedlegg: Vedlikehold av Fåberg klimastasjon 73
74
NOTT GJELDER Vinterdrift / TS Lillehammer SINTEF Teknologi og samfunn Transportsikkerhet og -informatikk Postadresse: 7465 Trondheim Besøksadresse: Klæbuveien 153 Telefon: 73 59 46 60 Telefaks: 73 59 46 56 Foretaksregisteret: NO 948 007 029 MV Vedlikehold av Fåberg klimastasjon GÅR TIL Mesta Øyer ISS Vaktmester Kompaniet Statens vegvesen Stor-Oslo distrikt BEHNDLING UTTLELSE ORIENTERING ETTER VTLE RKIVKODE GRDERING Internt ELEKTRONISK RKIVKODE I:\pro\223297\notat_vedlikehold_klimastasjon.doc PROSJEKTNR. DTO SKSBERBEIDER/FORFTTER NTLL SIDER 223297.04 2005-11-03 Torgeir Vaa 9 Innholdsfortegnelse 1 Bakgrunn...2 2 Vedlikeholdsrutiner...4 2.1 Lufttemperatur og relativ fuktighet...4 2.2 Vegbanesensorer...4 2.3 Nettostråling...4 2.4 Vindsensorer...5 2.5 Nedbørsensorer...5 3 Vedlegg: Vedlikehold av Tipping Bucket...8 Dette notatet inneholder prosjektinformasjon og foreløpige resultater som underlag for endelig prosjektrapport. SINTEF hefter ikke for innholdet, og tar forbehold mot gjengivelse.
2 1 Bakgrunn Fåberg klimastasjon inngår som en sentral kilde til data i prosjektet Vinterdrift / TS Lillehammer, og det er viktig at rutinene for vedlikehold av de ulike sensorene følges nøye for å sikre best mulig data. Figur 1 - Figur 3 viser plassering av de ulike sensorene. I tillegg til sensorene som er montert på de to mastene, er det også viktig at vegbanesensorene blir vedlikeholdt. Figur 1: Instrumenter på mast I
3 Figur 2: Instrumenter på mast II Figur 3: Plassering av vegbanesensorer
4 2 Vedlikeholdsrutiner 2.1 Lufttemperatur og relativ fuktighet Sensoren for registrering av lufttemperatur og relativ fuktighet er av typen Vaisala HMP45 med en strålingshette som beskyttelsesvern. Rengjøring av strålingshetten rundt lufttemperatursensoren må gjøres med 2 måneders intervall. Strålingshetten rengjøres med en fuktet klut for at skitt ikke skal hindre den frie luftstrømmen gjennom sensoren. Kontroll av rust og belegg etc. gjøres minst en gang per sesong. 2.2 Vegbanesensorer Det er nå til sammen 6 vegbanesensorer; 4 i felt 1 og 2 i felt 2. Vegbanesensorene må rengjøres med 2 måneders intervall. Vegbanesensorene rengjøres med teknisk sprit for å hindre at det danner seg hinner som påvirker målingene. Vegbanetemperaturen må kontrolleres minimum en gang i året med et håndholdt IR-termometer slik at defekte sensorer oppdages. 2.3 Nettostråling Sensoren for nettostråling som er av typen anderaa 2811 skal rengjøres med 2 måneders intervall.
5 Teflonkuppelen må holdes ren for å gi riktige verdier. Denne rengjøres forsiktig med såpevann og skylles godt. Kuppelen må behandles med forsiktighet, og det er viktig å ikke legge stort trykk på den. Dersom kuppelen har mange riper må sensoren sendes til overhaling, og kuppelen må skiftes. 2.4 Vindsensorer Sensoren for vindhastighet er av typen Vaisala W151 og for vindretning av typen Vaisala WV151. For å oppnå korrekte måleverdier er det viktig med balansering av sensoren, og friksjons- og lagerkontroll utføres minst en gang per sesong. 2.5 Nedbørsensorer Optic Eye Thies Tipping Bucket Det er to ulike nedbørssensorer. Den ene er av typen Optic Eye som har lysdioder. Den andre er av typen Tipping Bucket fra Thies med et varmelement som hindrer tilfrysing. For den optiske nedbørsensoren Optic Eye, må IR-diodenes linser rengjøres hver 4. uke for å fjerne belegg på linsene. Til rengjøring av linsene benyttes en fuktet Q-tip.
I vedlegg 1 er gjengitt en fullstendig beskrivelse på engelsk av prosedyrene for vedlikehold av Tipping Bucket. Nedenfor er oppsummert hovedpunktene (tallene i parentes referer til figur i vedlegget): Det bør foretas visuell inspeksjon hver 14. dag for å sjekke at det ikke er falt ned bladverk og lignende som kan påvirke målingene Fullstendig rengjøring gjøres hver andre måned. Til rengjøringen trengs: en smal flaskebørste, en myk børste og skånsom såpe Rengjøringsprosedyren er: o Skru av strøforsyningen til varmekolben o Fjern innstrømssilen (6) fra beholderen (7) (samletrakten) fra toppen og rengjør den o Fjern de 2 skruene (1) på dekselet, fjern det og rengjør det o Fjern silen (5) fra oppsamleren (4) og rengjør den o Oppsamleren (4) med dysen (3) kan fjernes etter å ha skrudd ut sekskantskruen (8). Rengjør dysehodet og filteret med en smal flaskebørste o Fjern tipping bucket (9) forsiktig fra trinnlageret. Rengjør de indre flatene med rent vann, ved kraftig tilsmussing (fett) bruk eventuelt skånsomt såpevann. Bruk i så fall en myk børste. Hvis nødvendig skal også avløpspannen (10) rengjøres o Etter rengjøring skal deles settes inn i motsatt rekkefølge som de ble tatt ut Notabene: ikke benytt benzen, alkohol eller andre tilsvarende rengjøringsmidler. Bruk aldri smergelpapir eller lignende på de innvendige delene. Berør heller ikke de innvendige flatene med hendene. Ved rengjøring er det viktig å passe på at dreneringstappene ikke blir deformert 6
7 Litteraturliste Statens vegvesen Vegdirektoratet Klimastasjoner. Retningslinjer. Håndbok 266. Vegtrafikkavdelingen. Oslo, april 2005 Statens vegvesen Vegdirektoratet Vaa, Torgeir Meteorologi og klimastasjoner. Veileder i bruk av meteorologiske data i statens vegvesen. TTS-03-2001. Transport og trafikksikkerhetsavdelingen. Kontor for transportinformatikk. Oslo, mai 2001 Vinterdrift / TS Lillehammer. Evaluering av system for beslutningsstøtte sesongen 2004/2005
3 Vedlegg: Vedlikehold av Tipping Bucket 8
9