Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa DADAssa

Samankaltaiset tiedostot
Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Mittaustulosten tilastollinen käsittely

Vinkkejä sään ennakointiin ja sään muutosten havainnointiin

Lentosäähavaintojärjestelmä ILMARI ja operatiiviset käyttöönotot

Virhearviointi. Fysiikassa on tärkeää tietää tulosten tarkkuus.

Mittaustekniikka (3 op)

MS-A0204 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (ELEC2) Luento 7: Pienimmän neliösumman menetelmä ja Newtonin menetelmä.

Mittausepävarmuuden laskeminen

Mittausasema peltoolosuhteiden

Ene LVI-tekniikan mittaukset ILMASTOINTIKONEEN MITTAUKSET TYÖOHJE

Regressioanalyysi. Kuusinen/Heliövaara 1

Signaalien generointi

Maatalouden vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutukset vesistöissä

Kemometriasta. Matti Hotokka Fysikaalisen kemian laitos Åbo Akademi

Gammaspektrometristen mittausten yhdistäminen testbed-dataan inversiotutkimuksessa

MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Tilastollisen tutkimuksen vaiheet

Harha mallin arvioinnissa

Ilmanvirtauksen mittarit

Hissimatkustajien automaattinen tunnistaminen. Johan Backlund

Ilmanpaine-erot ja sisäilman radon pitoisuus COMBI yleisöseminaari Laatijat: Antti Kauppinen, TTY

Inversio-ongelmien laskennallinen peruskurssi Luento 4

Kysynnän ennustaminen muuttuvassa maailmassa

Inversio-ongelmien laskennallinen peruskurssi Luento 2

Automaattinen tiedontuotanto on tulevaisuutta. nykyisyyttä

Regressioanalyysi. Vilkkumaa / Kuusinen 1

805324A (805679S) Aikasarja-analyysi Harjoitus 6 (2016)

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

MS-A0503 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Estimointi. Estimointi. Estimointi: Mitä opimme? 2/4. Estimointi: Mitä opimme? 1/4. Estimointi: Mitä opimme? 3/4. Estimointi: Mitä opimme?

MS-A0503 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Estimointi. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Jatkuvatoimiset mittaukset Ilmanlaadun mittausverkot Suomessa

Suomen aurinkoenergiapotentiaali & ennustaminen ISY kevätseminaari, ABB

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Ilkka Mellin Tilastolliset menetelmät Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi Estimointi

Mitä kalibrointitodistus kertoo?

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Fahim Al-Neshawy Aalto yliopisto Insinööritieteiden korkeakoulu Rakennustekniikan laitos

Johdatus tilastotieteeseen Estimointi. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Valumavesien ravinnepitoisuuksien seuranta eloperäisillä mailla

Tutkapohjaiset sadetuotteet hulevesisuunnittelun apuna

Jatkuvatoiminen monitorointi vs. vuosittainen näytteenotto

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Työkalujen merkitys mittaamisessa

Odotusarvoparien vertailu. Vilkkumaa / Kuusinen 1

ERISTYSTASON VALVONTARELE MEV-7 (LC-7/6)

Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy Sisäilmastoseminaari,

Innovatiivisen liikennejärjestelmän. tiekartta. Satu Innamaa, Elina Aittoniemi, Hanna Askola ja Risto Kulmala INTRANS-ohjelma, VTT

ERISTYSTASON VALVONTARELE MEV-7 (LC-7 ja Kosketusnäyttö)

SIMO, Siltojen monitorointi. Ilkka Hakola, VTT

Käytännön kokemuksia jatkuvatoimiseen mittaukseen liittyvistä epävarmuustekijöistä

Kosteuden. Aalto-yliopiston teknillinen korkeakoulu Insinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekunta Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan laitos

Harjoitus 7: NCSS - Tilastollinen analyysi

Mittaushavaintojen täsmällinen käsittelymenenetelmä

1009/2017. Huonelämpötilan hallinnan suunnittelussa käytettävät säätiedot

Jatkuvatoiminen vedenlaadunmittaus tiedonlähteenä. Pasi Valkama

Skenaariot suurpetokantojen verotuksen suunnittelussa

Jatkuvatoimiset hiukkasmittaukset. Anssi Julkunen Ilmanlaadun mittaajatapaaminen Turussa

AurinkoATLAS - miksi mittaustietoa auringosta tarvitaan?

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

Havaintoja maatalousvaltaisten valuma-alueiden veden laadusta. - automaattiseurannan tuloksia

Ene LVI-tekniikan mittaukset ILMAN TILAVUUSVIRRAN MITTAUS TYÖOHJE

5.6.3 Matematiikan lyhyt oppimäärä

DirAir Oy:n tuloilmaikkunaventtiilien mittaukset

Sulautettujen järjestelmien vikadiagnostiikan kehittäminen ohjelmistopohjaisilla menetelmillä

Mittausjärjestelmän kalibrointi ja mittausepävarmuus

ELEC-C5210 Satunnaisprosessit tietoliikenteessä

TURUN SEUDUN ILMANSUOJELUN YHTEISTYÖRYHMÄ

Seurantalaskimen simulointi- ja suorituskykymallien vertailu (valmiin työn esittely) Joona Karjalainen

VARIANSSIANALYYSI ANALYSIS OF VARIANCE

Harjoitus 6 -- Ratkaisut

TURUN SEUDUN ILMANSUOJELUN YHTEISTYÖRYHMÄ

Sisäilman lämpötila- ja kosteusolosuhteet palvelurakennuksissa Tuomas Raunima, Tampereen yliopisto

Tampereen ilmanlaadun tarkkailu

TURUN SEUDUN ILMANSUOJELUN YHTEISTYÖRYHMÄ

Lentosäähavaintoja. Ilmailijoiden sääilta Terhi Nikkanen Meteorologi/lentosäähavainnot Ilmatieteen laitos

LCP päästöjen valvonta miksi sitä tarvitaan?

KOSTEUSMITTAUSRAPORTTI Esimerkkitie Esimerkkilä 1234 Lattioiden kosteus ennen päällystämistä

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

Cubature Integration Methods in Non-Linear Kalman Filtering and Smoothing (valmiin työn esittely)

Online DGA mittausteknologiat. Vaisala

Verkkodatalehti VICOTEC320 TUNNELIANTURIT

Dynaamiset regressiomallit

DATALOGGERI DT-171 PIKAKÄYTTÖOHJE V 1.2

Kivistön asuntomessualueen puukerrostalon rakenteiden kosteusmittausten tulokset ja johtopäätökset

Servo-case, tilanne

Helsinki Testbedin säätuotteet tänään ja tulevaisuudessa

Mallit: ST650M mikromanometri s.2 TT550S mikromanometri s.4 TT550SV mikromanometri s.6 TT570SV mikromanometri s.8 Lisävarusteet s.

Logistinen regressio, separoivat hypertasot

IPR:n mukaisia laatuvaatimuksia - mitä mittaajilta odotetaan? Ilmanlaadun mittaajapäivät Helsinki Mika Vestenius, Kaisa Korpi IL

Johdatus regressioanalyysiin. Heliövaara 1

MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Mitä uutta jatkuvatoimiset ympäristömittaukset kertovat KIP alueesta?

Move! laadun varmistus arvioinnissa. Marjo Rinne, TtT, erikoistutkija UKK instituutti, Tampere

Muuntavat analogisen signaalin digitaaliseksi Vertaa sisääntulevaa signaalia referenssijännitteeseen Sarja- tai rinnakkaismuotoinen Tyypilliset

Verkkodatalehti MCS100E CD CEMS-RATKAISUT

Transkriptio:

TEKNILLINEN KORKEAKOULU Systeemitekniikan laboratorio Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa DADAssa Vesa Hasu

DADA? 2 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Yleistä - DADA DADA: Datafuusio- ja diagnostiikkamenetelmien kehittäminen sääasemaverkoissa Teknillinen korkeakoulu (systeemitekniikka) Ilmatieteen laitos (kaukomittausten sääsovellukset) Vaisala Työntekijät: Vesa Hasu, Reino Virrankoski (TKK), Markus Peura (IL) Kaksi pääosiota: Säähavaintojärjestelmien mittausten datafuusio ja paikallinen sääennustus Automaattisen pintasääasemaverkon kunnossapitostrategia 3 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Yleistä DADAn osiot Säähavaintojärjestelmien mittausten datafuusio ja paikallinen sääennustus Konvektiivisten rajuilmojen diagnosointialgoritmien kehittäminen eri havaintojärjestelmille Eri havaintolähteiden suureiden ja käsitteellisten mallien datafuusio Lyhyen aikavälin ekstrapolointimenetelmien kehittäminen konvektiivisille ilmiöille Automaattisen pintasääasemaverkon kunnossapitostrategia Sääasemien virhetilanteiden tunnistus Soveltuvien vikadiagnostiikkamenetelmien kehittäminen Sääasemien virhetilanteiden luokittelu, eliniän arviointi ja huoltotarpeen määrittely Huoltostrategian suunnittelu 4 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Vikadiagnostiikan motivointia Uusissa sääasemaverkoissa vikadiagnostiikan tarve kasvaa mittaukset voivat olla 10 tiheämmässä mittausasemia voi olla 100-kertaisesti mittaukset voivat tapahtua ajallisesti entistä tiheämmin Mittausten oikeellisuuden ja antureiden kunnon analysoinnissa tarvitaan apuvälineitä Tilaus automaattiselle vikadiagnostiikalle 5 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Automaattinen viantunnistus Viantunnistus perustuu rekursiivisesti päivitettävien aikasarjamallien ja Kalmansuodattimien käyttöön mittausresiduaalin muodostamiseksi Sopii etenkin kohinalle ja yksittäisille mittausvirheille Mittausten liputus pääpiirteittäin: 6 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Residuaalin generointi Aikasarjamallien päivitys rekursiivisella pienimmän neliösumman mallilla aikasarjamalli mahdollistaa myös puuttuvien mittausten arvioinnin Mittauksen suodattaminen Kalman-suodattimen avulla varianssien arviointi myös rekursiivisesti aikasarjamallin opetuksen unohduskerroin vaikuttaa suodatuksen voimakkuuteen Vaikeus: mittausvirheen ja sääilmiön erottaminen 7 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Esimerkki: Mittausvirhe/sääilmiö Svartviken A-asema, syyskuu 2005, ilmanpaine 1007 Svartviken 1006 Barometric pressure (hpa) 1005 1004 1003 1002 1001 1000 7100 7120 7140 7160 7180 7200 7220 7240 7260 7280 Iteration (5 min) 8 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Rekursiivinen hälytysraja Hälytysrajana kolme kertaa residuaalin keskihajonta n. 99,7 % mittauksista pitäisi olla rajojen sisäpuolella residuaalin ollessa normaalijakautunut Hälytysrajat riippuvat voivat riippua kellonajasta esimerkiksi lämpötilan residualin varianssi riippuu auringon säteilyn määrästä rekursiivinen residuaalin varianssin arviointi jokaiselle kellonajalle 5 minuutin mittausväli 288 pisteen jakso tasoitus ajan suuntaan 9 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Jatkokehittelyä Mietintämyssyn alla: onko 3σ-raja tarpeeksi suuri nyt virherajan ylityksiä tulee liikaa kellonajasta riippuvissa virherajoissa deterministisen komponentin mukaanottaminen auringon korkeuskulman muodossa Muiden virhetyyppien tunnistus, kuten harha (bias) tai ryömintä (drift) Ideana vertailla naapureihin ja omiin tilastollisiin tunnuslukuihin saadaan tarkasteltua sekä tilallisen että ajallisen komponentin mukaan Auttaa myös sääilmiöiden ja mittausvirheiden erottelussa 10 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Esimerkki: Hälytysrajat Juhanilan A-asema, kesäkuu 2005, lämpötilan residuaali 1 Residual 3σ -threshold 0.5 Residual ( o C) 0-0.5-1 0 500 1000 1500 2000 Iteration (5 min) 11 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Esimerkki: Hälytysrajat Juhanilan asemat, elokuu 2005, ilmanpaine Juhanila A 1020 1015 hpa 1010 Ennustevirhe (hpa) 1005 1000 0.4 0.2 0-0.2 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 1010 7000 8000-0.4 0 1000 2000 3000 4000 5000 0.4 6000 7000 8000 Iteraatio 0.2 hpa Ennustevirhe (hpa) 1005 1000 995 990 Juhanila B 985 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0-0.2-0.4 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Iteraatio 12 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Automaattisen viantunnistuksen ominaisuuksia Helpoimmat yksittäiset virheet saadaan kiinni perinteisemmin raja-arvoilla mittausten absoluuttisille arvoille peräkkäisten mittausten eroille Sääolojen ja mittausvirheiden erotus kattavaa dataa ei vielä ole (kiitos hyvin toimivien antureiden) Pysyvämmät kohinat saadaan kiinni residuaalin tilastollisten ominaisuuksien avulla Päästään kiinni anturin elinkaareen 13 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Esimerkki kuntoindeksistä Juhanilan asemat, kesä-syyskuu 2005, lämpötila 30 Measurement 1 30 Measurement 2 20 20 10 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 x 10 4 1 0-1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 x 10 4 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 x 10 4 4 2 0-2 -4 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 x 10 4 14 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Anturin elinkaaresta Anturin vikaantumista tulee seurata ja pyrkiä päättelemään vian laatu Vika pysyvä vai ohimenevä? Onko mittauksesta hyötyä vai onko se käyttökelvoton? Elinkaariajattelusta apua huollon suunnitteluun: Tarvitaanko huolto nopeasti vai voiko se odottaa? Riittääkö nopea huolto paikalla vai pitääkö anturi vaihtaa? 15 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...

Yhteenvetoa Automaattisella vikadiagnostiikalla on tekninen tilaus laajenevissa mittausverkoissa Vikadiagnostiikalla tulee olla kaksi päätavoitetta yksittäisten mittausten tarkastelu päästä kiinni antureiden elinkaaren kautta asemien huoltostrategiaan Pystytään lisäämään mittausten luotettavuutta ja saavuttamaan säästöjä ylläpidossa 16 Pintasääasemaverkon vikadiagnostiikkaa...