Algorithmic road state modelling

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2019-10-22
Department
Major/Subject
Applied Mathematics
Mcode
SCI3053
Degree programme
Master’s Programme in Mathematics and Operations Research
Language
en
Pages
6+55
Series
Abstract
In this work we aim to present algorithms for determining the depth of water or thickness of ice on the road surface from the short-wave infrared absorption spectra of the layer for a Vaisala mobile road sensor prototype. First we build a general understanding of the measurement situation and present a novel, reliable method for the reference measurement of both water and ice layers. Finally, we present two potential algorithms. The first one is based on a rudimentary physical model of the measurement situation while the second features a more data-driven approach. The performance of both of these algorithms is benchmarked against a baseline algorithm. The data-driven approach produces most promising results, as it leverages well the extensive reference measurement.

Tämän työn tavoitteena on kehittää algoritmeja tienpinnalla olevien vesi- ja jääkerrosten paksuuden määrittämiseksi näiden lähi-infrapuna-alueen absorptiospektrejä mittaamalla. Algoritmien toimintaa testataan Vaisalan kehittämällä tiesääanturiprototyypillä. Käymme ensin läpi kerrospaksuuksien mittaamisen perusteet ja mittaustilanteen yleisellä tasolla. Esittelemme myös uuden, tarkan referenssimittausmeneltelmän kontrolloitujen vesi- ja jääkerrosten luomiseen ja mittaamiseen laboratorioolosuhteissa. Lopuksi esittelemme kaksi ehdokasta kerrospaksuusalgoritmiksi. Ensimmäinen näistä perustuu alkeelliseen fysikaaliseen malliin mittaustilanteesta, kun taas toisessa on datalähtöisempi lähestymistapa. Datalähtöinen menetelmä tuottaa lopulta lupaavimpia tuloksia, koska se pystyy hyödyntämään tehokkaasti uuden referenssimittauksen tuloksia.
Description
Supervisor
Hannukainen, Antti
Thesis advisor
Kynnös, Kimmo
Keywords
road weather, absorption spectroscopy, pavement surface, mobile measurement
Other note
Citation