Jaakko Myllylä ja Anssi Lampinen Liikkuvan kelihavainnoinnin automatisointi VIKING
Jaakko Myllylä ja Anssi Lampinen Liikkuvan kelihavainnoinnin automatisointi Tiehallinto Kaakkois-Suomen tiepiiri Liikenteen palvelut Kouvola 2001
Raportin kopiointi ja jakelu: Tiehallinto Kaakkois-Suomen tiepiiri Telefax 0204 22 6256 Tiehallinto Kaakkois-Suomen tiepiiri Kauppamiehenkatu 4 45100 KOUVOLA puh. 0204 22 153 (vaihde)
Jaakko Myllylä ja Anssi Lampinen: Liikkuvan kelihavainnoinnin automatisointi. Kouvola 2001. Tiehallinto, Kaakkois-Suomen tiepiiri. 11 s. TIIVISTELMÄ Tiehallinto on kehittänyt yhdessä AL-Engineering Oy:n kanssa kelin ja liikenteen liikkuvaa havainnointia varten autoon sijoitettavan mittausjärjestelmän. Autoon asennetut laitteet mittaavat ilman lämpötilan ja suhteellisen kosteuden, tienpinnan lämpötilan ja kitkan sekä mittausajankohdan ja sijainnin auton liikkuessa normaalisti. Lisäksi ajoneuvo tuottaa tietoa liikenteen sujuvuudesta. Vuoden 2000 aikana suoritettiin mittauslaitteiston automatisointi ja videoseurannan liittäminen muuhun kelitietoon. Automatisoitu mittausjärjestelmä käynnistyy automaattisesti päävirran kytkennän yhteydessä ja tarkkailee keli- ja liikenneolosuhteita kuljettajasta riippumattomasti. Tiedot lähtevät lähes reaaliaikaisina GSM-verkon kautta Tiehallinnon tiesääjärjestelmään, jossa ne näkyvät muiden tiesääasemien tietojen tavoin kartalla havaintopisteessä. Autossa on lisäksi videokamera, jonka ottamat kuvat tienpinnasta lähetetään muiden mittaustietojen mukana liikennekeskukseen. Hanke on saanut Euroopan Unionin liikenteen perusrakenteen kehittämiseen tarkoitettua TEN-T (Trans-European Networks - Transport) -rahoitusta.
Jaakko Myllylä ja Anssi Lampinen: Liikkuvan kelihavainnoinnin automatisointi. [The Automatization of Probe Vehicle]. Kouvola 2001. Finnish Road Administration, Kaakkois- Suomi region. 11 pages. ABSTRACT The mobile road weather monitoring vehicle was developed to improve the monitoring of weather and driving conditions on the road network and provide more accurate information. The monitoring equipment measures the temperature and humidity of the air, the temperature and friction of the road surface and the GPS co-ordinates of the measuring time during the driving. The system also transmits video images from the road. The automation of the road weather monitoring equipment and the development of the video system was performed in year 2000. The system begin operating when the power is turned on, and it start automatically monitor weather and driving conditions. When the air and road surface temperatures drop to a level where a decrease in friction is possible due to freezing, the friction measurement equipment is activated and measurements is made according to preprogrammed principles. The information is transmitted in real time to Finnra s road weather system via the GSM cellular phone network. The video image is also transmitted to RWIS with other road weather information. The project has been granted European Community financial support in the field of Trans-European Networks Transport.
Liikkuvan kelihavainnoinnin automatisointi 7 SISÄLTÖ SISÄLTÖ TIIVISTELMÄ ABSTRACT 1 JOHDANTO 9 2 AUTOMATISOINNIN YHTEYDESSÄ TEHDYT MUUTOSTYÖT 10 2.1 Videoseurannan liittäminen tiesääjärjestelmään 10 2.2 Liikkuvan havainnoinnin toiminnan automatisointi 10
Liikkuvan kelihavainnoinnin automatisointi 9 JOHDANTO 1 JOHDANTO Tiehallinto on kehittänyt yhdessä AL-Engineering Oy:n kanssa kelin ja liikenteen liikkuvaa havainnointia varten autoon sijoitettavan mittausjärjestelmän. Autoon asennetut anturit mittaavat ilman lämpötilan ja suhteellisen kosteuden, tienpinnan lämpötilan ja kitkan sekä mittausajankohdan ja sijainnin auton liikkuessa normaalisti. Lisäksi ajoneuvo tuottaa tietoa liikenteen sujuvuudesta. Tiedot lähtevät lähes reaaliaikaisina GSM-verkon kautta Tiehallinnon tiesääjärjestelmään, jossa ne näkyvät muiden tiesääasemien tietojen tavoin kartalla havaintopisteessä. Autossa on lisäksi videokamera, jonka ottamat kuvat tienpinnasta lähetetään Tiehallinnon liikennekeskukseen. Kuva 1. Liikkuvan kelihavainnoinnin mittausperiaate. Vuoden 2000 aikana suoritettiin liikkuvan kelihavainnointilaitteiston lopullinen automatisointi. Automatisoinnin tarkoituksena oli tehdä kelimittauslaitteistosta itsenäisesti toimiva kuljettajasta riippumaton kokonaisuus. Laitteiston käyttötavan ja mittausten tilanne ennen lopullista automatisointia oli seuraava: - mittaaja teki päätöksen mittauksen aloittamisesta ja lopettamisesta (manuaalinen käyttö) - mittausdata lähetettiin automaattisesti halutuin aikavälein mittauksen aikana - videokuvan ottaminen tapahtui manuaalisesti käyttäjän toimesta, mutta lähetys on automaattinen - videokuva ei sisältänyt sijaintidataa - kelimittauksen ja videokuvan ottamiseen ja lähettämiseen tarvittiin kaksi erillistä tietokonetta ja kaksi GSM puhelinta.
10 Liikkuvan kelihavainnoinnin automatisointi AUTOMATISOINNIN YHTEYDESSÄ TEHDYT MUUTOSTYÖT 2 AUTOMATISOINNIN YHTEYDESSÄ TEHDYT MUU- TOSTYÖT 2.1 Liikkuvan havainnoinnin toiminnan automatisointi Liikkuvan havainnoinnin toiminnan automatisoinnin tarkoituksena oli tehdä mittauslaitteistosta itsenäinen kuljettajasta riippumaton kokonaisuus. Automatisointi käynnistyi vuoden 2000 keväällä ja valmistui vuoden 2001 alkupuolella. Automatisoidussa laitteistossa mittaaja tai ajoneuvon kuljettaja käynnistää ainoastaan ajoneuvon pääsähköjärjestelmän, jolloin mittaustietokone käynnistyy ja aloittaa mittausohjelman. Mittausohjelma tarkkailee ilman lämpötila ja kosteustietoja, tienpinnan lämpötilaa sekä ajoneuvon nopeutta ja sijaintia ja laskee kitkapyörän alas esiohjelmoitujen mittausehtojen perusteella. Kitkapyörän lasku ja nosto tapahtuu seuraavien ehtojen perusteella: A. mittausnopeus B. ilman lämpötila C. kitkan maksimiarvo D. uusintamittauksen väli ehtojen A ja B täyttyessä, mutta C:n ylittyessä Mittausohjelmaan on lisätty käyttölaskuri, jolla voidaan seurata kumulatiivisesti kitkapyörän aktiivista mittausmatkaa. Tällä tavoin saadaan tietoa kitkamittausten määrän vaikutuksista kitkapyörän kulumiseen. Datan lähettäminen liikennekeskukseen hoidetaan tällä hetkellä olemassa olevan GSM-puhelimen avulla. GPRS ratkaisua sekä VIRVE verkon käyttömahdollisuutta selvitetään kelimittarin tuotteistamisen yhteydessä. Ulkoisen GSM-puhelimen tilalle tullaan joka tapauksessa vaihtamaan GSM-kortti. Ohjelma lopetetaan hallitusti viivästyttäen mittaajan tai ajoneuvon kuljettajan sammuttaessa ajoneuvon sähköjärjestelmän virran. Ohjelman lopettamisen ja tietokoneen sammuttamisen aikana laitteiston virransaannista huolehtivat aikarele sekä mittauslaitteiston oma akku. 2.2 Videoseurannan liittäminen tiesääjärjestelmään Mittauslaitteiston automatisoinnin yhteydessä haluttiin päästä eroon videokuvan käsittelyyn käytettävästä kannettavasta tietokoneesta sekä toisesta GSM-puhelimesta. Sen vuoksi videoseuranta yhdistettiin samaan mittaustietokoneeseen muun kelitiedon kanssa. Keliauton mittaustietokoneeseen on lisätty konenäkökortti, jonka avulla kuvankaappaus videokameralta suoritetaan. Koska konenäkökortti kuitenkin vaatii PCI väylän, jouduttiin mittaustietokoneen passiiviemolevy korvaamaan uudella emolevyllä, jossa on sekä ISA- että PCI väyliä. Keliauton mittausohjelma on toteutettu Windows ympäristössä toimivalla LabView ohjelmistolla, jossa on erillinen konenäköohjelma videokuvan käsittelyä varten.
Liikkuvan kelihavainnoinnin automatisointi 11 AUTOMATISOINNIN YHTEYDESSÄ TEHDYT MUUTOSTYÖT Videokuva lähetetään datana liikennekeskukseen GSM-puhelimen välityksellä muun kelitiedon mukana. Kuvien lähetystiheys määräytyy tiedonsiirtovälin mukaan eli aina kun kelitietoja lähetetään liikennekeskukseen lähetetään myös viimeisin kuva. Yleensä tiedonsiirtovälinä on käytetty 10 minuuttia. Kelitiedon mukana olevan sijaintitiedon perusteella voidaan määrittää myös kuvan ottopaikka ja sijoittaa kuva kartalle.