Category: Open weather data

Double bucket

 

Couple of years ago me and Jakke where conducting some lightning measurements. We were in a hurry and on a budget. Well, perhaps not so much on a budget as I was (and am) fond of cheap solutions. What we came up with, was a way of using some 50 mm by 50 mm sawn softwood (likely spruce or pine), some plywood and a couple of polypropylene buckets to make a fairly durable weather cover. These could be used for example as part of an open monitoring project.

Since I’m lazy, I didn’t bother to dismantle them after the measurements ended and a couple of these have been out in the weather (Southern Finland)  for about four years. Today I finally decided to take them a part. I found out that they have been holding up pretty well and would likely have been up to their task for at least a few more years. So if you are looking for a way of making a similar system, below I explain how to make them. At the end are a couple of pics and comments on the dismantled set.

White buckets were used in an attempt to keep the electronics cool. Other colors may be used depending on location to make it less visible.

Figure 1 shows a rendering of the two ways we used to setup the systems. In the left the stud is driven to the ground. I used an iron bar to first make pilot hole and then carefully using a small piece of plywood as protection (between the sledge hammer and the pillar) hammered the stud to the ground.

In the right is the system we used on a (Melbourne) Florida roof top for a couple of months to create a more temporary measurement setup. We used some concrete blocks as additional weight just in case. If you are considering a more permanent system consider adding some steel wire to attach the system to something really heavy. You don’t want it hitting someone when it is picked up by hurricane winds or a tornado.

Cheap weather cover for measurement devices
Figure 1. Cheap weather cover for measurement devices

Figure 2 shows what you need. All sizes are approximately those we used, select your bucket size to match the size of your device and scale everything else accordingly.

  1. Two short pieces of wood. One should be short enough to fit side ways in to the bucket and one should be about 5 cm shorter than the bucket is high. One long piece of wood, it will determine how high the rest of the system sits.
  2. A piece of plywood, cut a circle that fits in to the bucket to a depth of about 5 cm
  3. Two buckets
  4. Some screws and hot glue
  5. a saw, (sledge)hammer, screwdriver, eye protection etc.
Figure 2. Things you need
Figure 2. Things you need

As shown in Figure 3 set the longer of the two short pieces of wood on top of the plywood. Use hot glue or two screws or both to attach it in a manner that it can’t rotate around the vertical axis. Before this, make any openings you need for electrical wiring and such.

Figure 3. Set one of the short pieces on top of the plywood.
Figure 3. Set one of the short pieces on top of the plywood.

The shorter piece of wood is then attached on the other side of the plywood. Select the correct length for the support pillar and after driving it to the ground attach the plywood to it. If any of the wood surfaces is curved using copious amounts of hot glue between surfaces before inserting the screws will make the system more solid. The inner bucket is attached with one screw, which is driven through the bucket bottom to the piece of wood shown in Figure 3. Note that you will be driving the screw in the direction of the grain, do it carefully or the strength of the attachment will be reduced.

Figure 4. Attach the shorter piece of wood as shown and put the bucket on top of the assembly
Figure 4. Attach the shorter piece of wood as shown and put the bucket on top of the assembly.

Add the other bucket, this one stays in place by gravity and friction. If you use a screw, rain will seep in.

Figure 5. Add the other bucket.
Figure 5. Add the other bucket.
Image 1. Two systems, the outer bucket has been removed from the one on the left.
Image 1. Two systems, the outer bucket has been removed from the one on the left.
Image 2. View from below.
Image 2. View from below. Looking good, all the wood is still healthy.

 

Image 3. View inside the protected area. Apart from some spider web its like new.
Image 3. View inside the protected area. Apart from some spider web its like new.

 

Image 4. The support structure. The limiting factor for the operating life of this setup is likely rotting at the air ground interface. I was able to snap the wood by tapping the sharp end to the ground
Image 4. The support structure. Limiting factor for the operating life of this setup is likely rotting at the air ground interface. I was able to snap the wood by tapping the sharp end to the ground.

Figure 4 shows the support structure and the weak point at the air-ground interface. Rotting has reduced the strength of the wood. If the place where measurement are taken is not very sensitive, consider using wood that has been treated to protect against rot. Using a larger size like 75×75 or even 100×100 mm2 will likely also give you a couple more years of service life.

Image 6.
Image 5. Ultra violet radiation has made the plastic brittle. Some erosion was also visible on the surface. Note the white stuff at the end of the screw. This screw was used to hold the inner bucket in place and the Zinc protection was showing signs of wearing out.
Image 6. Markings at the bottom of the bucket.
Image 6. Markings at the bottom of the bucket.

 

Vaihtuvat nopeusrajoitukset, osa 2

Nopeusrajoitusmerkinnöistä teiden varsilla tulee kokonaan luopua. Suurin sallittu ajonopeus tulisi välittää autoon langattoman verkon, käytännössä kännykkäverkon kautta. Kuljettajan suuntaan käyttöliittymänä voidaan käyttää joko auton omia järjestelmiä tai sopivaa puhelinta.

Vaituvat nopeurajoitukset kirjoituksen ensimmäisessä osassa yritin selvittää miksi nopeusrajoituksia on, ja miksi muuttuvat rajoitukset olisivat hyvä ratkaisu. Haittapuolelle jäivät lähinnä suuret kustannukset.

Ehdotan, että sopiva nopeusrajoitus lasketaan soveltuvalla tavalla Ilmatieteen laitoksen (tai muun säätiedon) ja kutakin tieosuutta hoitavan tahon tietojen perusteella siten, että rajoitus muuttuu aina kun arvioidaan optimaalisen rajoituksen olevan toinen kuin tällä hetkellä voimassa oleva.

Tuotettu nopeustieto tulee jakaa verkossa avoimesti siten, että se on luettavissa sopivalla ohjelmistolla. On myös sallittava tiedon kopioiminen kokonaisuudessaan reaaliaikaisesti kaupalliseen käyttöön. Tämä mahdollistaa vapaan ohjelmistokehityksen jossa tietoa tarvitsevat voivat valita käyttöönsä parhaiten soveltuvan laitteiston.

Wikipedian mukaan Suomen tieverkko on 454 000 km pitkä. Jotta voitaisiin muodostaa käsitys tiedonsiirron määrästä, arvioin että keskimäärin puolen kilometrin välein voitaisiin asettaa uusi rajoitus. Varataan mahdollisuus asettaa rajoitus välille 0-250 km/h yhden välein, sekä mahdollisesti eri rajoitus riippuen ajosuunnasta. Tämä johtaisi noin miljoonan tavun mittaiseen tiedostoon. Koko maan rajoitukset voisi siis imaista puhelimeensa muutamassa sekunnissa. Todellisuudessa kannattaa määritellä hieman mutkikkaampi protokolla joka minimoi turhan radioliikenteen ja varmistaa kohtuudella saman rajoituksen samalla tieosuudella samalla hetkellä kulkeville.

Rajoituksella voi olla esimerkiksi voimassaoloaika joka riippuu sää- ja liikenne-ennusteesta. Ohjelmisto pyytää uutta rajoitusta automaattisesti vähän ennen kuin vanhan voimassaoloaika lakkaa. Pienellä satunnaisuudella uuden pyytämisessä vältetään paikalliset kuormituspiikit radioverkossa. Tieverkolla voisi myös olla esimerkiksi vuoden- ja kellonajasta riippuvat oletusrajoitukset sen varalta ettei ajantasaista rajoitusta ole järjestelmästä saatavissa. Päätelaite näyttäisi nämä rajoitukset silloin kun muuta tietoa ei ole saatavissa.

Paras hyötysuhde tiedonsiirrossa saavutetaan kun rajoitustietoa pyydetään sijainnin perusteella silloin kun sitä tarvitaan tai järjestelmä kysyy ajoneuvoilta niiden sijaintia kun aiemman tiedon perusteella ne ovat todennäköisesti alueella jolla rajoitus on muuttumassa (“push” ja “pull” datan siirto). Jottei syntyisi pelkoa järjestelmän käyttämisestä ihmisten liikkeiden valvontaan, voidaan käyttäjän ohjelmistoon sisällyttää mahdollisuus häivyttää todellinen sijainti lataamalla satunnaisesti satunnaisten paikkojen rajoituspäivityksiä. Päätelaite ikään kuin simuloisi olevansa matkalla. Tällöin pyydetyistä nopeusrajoituksista ei voi aukottomasti päätellä missä käyttäjä on liikkunut.

Tiedon jakaminen vapaasti kaupalliseen käyttöön voisi synnyttää viranomaisista riippumattomia palveluntarjoajia, jolloin jokainen voisi itse valita mistä rajoitustietonsa hakee. Nopeusrajoitustietoon olisi mahdollista lisätä muuta informaatiota ja sen teknistä muotoa muuttaa esimerkiksi tiedonsiirron helpottamiseksi.  Todennäköisesti joku kehittäisi ilmaisen ohjelmiston joka hakisi kullakin hetkellä tarvittavan rajoituksen ja näyttäisi sen puhelimen näytöllä.

Tieverkossa on joitakin paikkoja, joissa pelkästään ajoneuvon karttasijainnin perusteella ei voi yksikäsitteisesti määritellä oikeaa rajoitusta. Näitä syntyy ainakin kahdenlaisissa tilanteissa: paikoissa joissa kaksi tai useampia tietä kulkee päällekkäin, ja paikoissa joissa kaksi tietä kulkee niin lähellä, ettei sijaintia ole paikannusjärjestelmän epätarkkuuksista johtuen mahdollista määritellä yksikäsitteisesti. Molemmissa tapauksissa voidaan käyttää kuljettua reittiä sijainnin määrittelyssä. Toinen keino on näyttää kuljettajalle useita rajoituksia yhdistettynä tietoon tiestä jota ne koskevat. Esimerkiksi tilanteessa jossa moottoritiellä on kaistakohtaiset rajoitukset voidaan näyttää kuva jossa on tien poikkileikkaus ja rajoitukset kaistakohtaisesti. Kolmas vaihtoehto on asettaa näissä tilanteissa tieosuuksien rajoitukset samoiksi.

Sen jälkeen kun järjestelmä on laajasti käytössä, voidaan tienvarsimerkinnät poistaa. Voi kuitenkin olla tilanteita joissa teknisistä tai inhimillisistä syistä päätelaitetta ei ole käytettävissä. Näitä tilanteita varten tulisi tieverkolle asettaa vararajoitukset. Ehdotan että moottoritiellä rajoitus olisi 100 km/h, maanteillä 70 km/h, taajamassa 50 km/h, paitsi jos tienvarteen on pysäköity autoja tai näkyvyys on muuten vastaavalla tavalla rajoittunut. Tällöin rajoitus olisi aina 30 km/h riippumatta tien tyypistä.

Ylempänä mainitut oletusrajoitukset voisivat aluksi olla samat kuin tällä hetkellä kyltein osoitetut. Tämä mahdollistaisi joustavan siirtymisen uuteen järjestelmään. Aloittaa voi, kun rajoitustieto on tarjolla ensimmäiselle tieosuudelle ja ensimmäinen puhelimeen sopiva ohjelmisto on riittävän toimiva. Teknologiafriikit voivat silloin ottaa järjestelmän käyttöön. Kannustimena olisi mahdollisuus tilanteen salliessa ajaa uuden järjestelmän osoittamaa suurempaa nopeutta riippumatta tienvarteen asetetuista merkeistä.

Puhelimien vaihtoväli on niin lyhyt, että viiden vuoden siirtymäaika ennen staattisista nopeusrajoitusmerkeistä luopumista riittäisi siihen, etteivät turhan monet joutuisi tekemään muutoksen vuoksi puhelininvestointeja. Siirtymäajan jälkeenkin olisi mahdollista sallia ajoneuvon kuljettaminen ilman nopeusrajoitusten näyttämiseen sopivaa päätelaitetta. Tällöin noudatettaisiin vararajoituksia.

Mitä jos rajoitus onkin säähän tai tilanteeseen sopimaton ja sillä on vaikutusta onnettomuuden syntyyn? Vastuukysymyksiä yleensä esitetään kun uusia vähänkään automaattisia järjestelmiä ehdotetaan. Kysymys ei ole täysin aiheeton, mutta sivuutan sen tässä vetoamalla siihen ettei tilanne oleellisesti muuttuisi. Tällä hetkellä tilanne on karkeasti seuraava: kuljettaja on vastaavinaan virheistään pienen sakon muodossa ja vakuutusyhtiö maksaa todelliset kustannukset. Samalla linjalla voitaneen jatkaa, kuljettaja vastaa edelleen oikean tilannenopeuden valinnasta riippumatta siitä mikä on suurin sallittu nopeus.

Suurimpana ongelmana näen mahdollisen nopeuserojen kasvun kaksikaistaisilla teillä. Tämä voi johtaa lisääntyneeseen ohitustarpeeseen joka puolestaan voi heikentää turvallisuutta. Ratkaisuna voi olla aluksi välttää korkeiden muuttuvien rajoitusten soveltamista näillä teillä, siis aloittaa toiminta moottoriteillä. Toinen vaihtoehto on huomioida liikennemäärät voimakkaasti, jolloin muuttuva rajoitus vastaisi suuren liikennemäärän tilanteessa hitaampien ajoneuvojen nopeutta, käytännössä 80 km/h.

Siirrettäessä rajoitustieto edelleen ajoneuvon vakionopeudensäätimelle, vapautuu kuljettajan automaattisen nopeusvalvonnan sadattelusta, sillä nopeus on aina oikea.

Kustannuksista en osaa sanoa mitään varmaa. Lehtitietojen perusteella näyttää siltä että jos järjestelmän tilaa joltain kotimaiselta ohjelmistotalolta niin kustannusylitys ohittaa miljardin rajapyykin joskus 2023. Toisaalta oletan Ilmatieteenlaitoksen kellarissa istuvan Jarkon hoitavan järjestelmän määrittelyn ja datan tuotossa tarvittavien algoritmien ohjelmoinnin ensi jouluun mennessä jonkin verran halvemmalla.

Käyttöliittymät autoihin ja puhelimiin sekä tiedonsiirron jättäisin markkinoiden armoille.

Translate »