Wireless Weather Station for the detection of black ice on roads

• Main Author: Eriksson, Carl-Johan
• Format: Others
• Language: English
• Published: Linköpings universitet, Institutionen för teknik och naturvetenskap 2011
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-80470

Att hålla de svenska vägarna säkra under vinterhalvåret är något som kräver stora resurser och kostar samhället stora pengar. De system som idag finns för att ge information om hur väg förhållandena ser ut är inte tillräckliga. Det finns för få väderstationer utplacerade runt om i vägnätet för att kunna ge en bra geografisk upplösning åt de som beslutar om ut dirigering av insatser. Att ta fram en kostnadseffektiv och helt trådlös väderstation som kan placeras ut oavsett tillgång till strömförsörjning eller trådbunden kommunikation är något som funnits som önskan hos de stora aktörerna inom vinterväghållningen i Sverige en längre tid. Vid ökad geografisk upplösning av väderförhållandena i vägnätet kommer det möjliggöras mer riktade insatser av vinterväghållningen. Detta skulle resultera i minskat slitage på verktyg samt minskat användande av salt på vägbanan vilket innebär ekonomiska vinster och inte minst miljömässiga vinster. Intervjuer och enkätsvar har legat till grund för framtagning av ett underlag för en väderstation av detta slag. Under arbetet med väderstationens underlag har ytterligare önskemål och idéer från människor som är aktiva inom branschen dykt upp. Detta har lett till att examensarbetet inriktat sig framför allt på att ta fram ett nytt  sensorsystem som helt kontaktfritt från vägbanans yta detekterar vad som finns på vägytan när det gäller torr, våt eller isig vägbanan. Ett komplett sensorsystem har utvecklats som placeras i vägbanan och mäter temperaturen samt helt kontaktfritt från vägytan detektera om vägbanan är torr, våt eller om det finns is på den. Sensorsystemet är helt batteriförsörjt och skickar data helt trådlöst från vägbanan. Detta gör det möjligt att använda flera sensorer i vägbanan och på detta sätt skapa ett sensornätverk som kan avgöra hur förhållandena ser ut på längre sträckor än i dagsläget endast i en punkt. === Keeping the Swedish roads safe during winter months is something that requires large resources and costs society a lot of money. The systems that provide information on road condition today are not enough. There are too few weather stations located around the road network to provide a good spatial resolution to those who decide if there is a need for ice- or snow removal on the roads. To provide a cost effective and completely wireless weather station that can be deployed regardless of access to power or wired communications is something that existed as a desire by the major contractors for the winter road maintenance in Sweden for a long time. A higher spatial resolution of weather conditions in the road network will make it possible to use more focused efforts where the road conditions are not good. This would result in reduced wear on the tools, less fuel consumption and reduced use of salt on the roadway resulting in economic gains and not least environmental benefits. Interviews and questionnaires were the basis for creating a base for a weather station of this kind. While working on weather station data, additional requests and ideas from people who are active in the industry emerged. This has led to the thesis work focused primarily on developing a new sensor system that completely contact-free from the road surface detect what is on the road surface when it comes to distinguish dry, wet or icy road surface. A complete sensor system has been developed that is placed in the roadway and which measures the temperature and uses a sensor that doesn't have any contact with the road surface to detect if the road surface is dry, wet, or if there is ice on it. The sensor system is battery powered and transmits data wirelessly from the road. This makes it possible to use multiple sensors in the roadway, thereby creating a sensor network that can determine what the conditions are at longer distances than in only one point.