Transpordiameti tellimusel valminud uuringus vaadeldi temperatuurinäitajate kattuvust teeilmajaamades ja neid ühendavatel lõikudel. Selleks koostati termomudel, mille abil saaks ennustada olemasolevate ilmajaamade andmete põhjal libeduse teket kogu trassi jaoks, kirjutab värskes Transpordiameti digiajakirjas Teejuht ASi Teede Tehnokeskus projektijuht Märt Puust.
Uuringu valmimise järel jätkas Teede Tehnokeskus omal algatusel arendustööd, jagades riigi põhimaanteed 500 meetri pikkusteks lõikudeks ja luues igale neist virtuaalse teeilmajaama.
Eesti teeilmajaamade infosüsteem põhineb suures osas üksikutest teeilmajaamadest koosneval seirevõrgul, mille tihedust on hinnatud üsna heaks ja samaväärseks teiste Põhjamaadega. 2020. aastal koostatud teeseadmete arengukava kohaselt loetakse kahe teeilmajaama optimaalseks vahemaaks ligikaudu 20 km ja kolme tähtsama põhimaantee, Tallinna–Narva, Tallinna–Tartu–Võru–Luhamaa ja Tallinna–Pärnu–Ikla puhul on see eesmärk ka saavutatud.
Eestis on aga teisigi olulisi teid. 20% kogu riigiteede võrgust ehk umbes 3300 km teedest on kõrgeima seisunditasemega (3 ja 3+). Kolm tähtsamat põhimaanteed moodustavad neist omakorda umbes viiendiku. Ülejäänud põhimaanteedel on praegu üks teeilmajaam keskmiselt iga 39 teekilomeetri kohta ning tugi- ja kõrvalmaanteedel on jaamade võrk veelgi hõredam.
Seega on õigustatud küsimus, kas see on praegu teehoolde korraldamiseks ja liiklejate informeerimiseks piisav. Kui hästi iseloomustavad olemasolevate jaamade andmed kogu teedevõrku?
Tallinna–Tartu bussiliin
Selleks, et leida eeltoodud küsimustele vastuseid, otsustas Transpordiamet korraldada katseprojektina uurimistöö „Riigitee nr 2 Tallinna–Tartu–Võru–Luhamaa km 6–178 termokaardistamine“. Töö konkreetsemateks eesmärkideks oli õppida paremini tundma maantee iseloomu, leida seoseid teeilmajaamade ja neid ühendavate lõikude vahel, tuvastada nn ekstreemseid kohti, kus tee läheb esimesena libedaks, hinnata olemasolevate teeilmajaamade sobivust kogu tee iseloomustamiseks ning koostada mudel, mille abil saaks laiendada libeduse ennustamist olemasolevatelt ilmajaamadelt kogu uuritavale teelõigule.
Uuringu partneriks valiti riigihanke kaudu AS Teede Tehnokeskus. Uuring algas alusandmete kogumisest ehk termokaardistamisest. See on üldjuhul eraldi teenusena sisse ostetav mõõtmistöö, mida on teedevõrgust ülevaate saamiseks kasutatud paljudes riikides. Mõõtmistööde tulemusel koostatakse termokaardid, mis näitavad temperatuurimuutusi tee pikilõikes eri ilmastikutingimuste korral.
Tallinna ja Tartu vaheline maanteelõik valiti katseprojektiks esmajoones seepärast, et sellel teel oli Lux Expressi bussidele paigaldatud optiliste infrapunaanduritega eelnevate aastate jooksul kogutud kõige rohkem temperatuuriandmeid, mis võimaldas esimest korda luua tee termomudeli empiiriliselt suurandmete analüüsi põhjal.
Tee termomudel
Uuritav teelõik jagati 10meetristeks lõikudeks ja igal lõigul bussidega tehtud temperatuurimõõtmisi võrreldi tervel teel olevates teeilmajaamades samal ajal toimunud mõõtmistega. Nii leiti iga lõigu temperatuuri kõige paremini iseloomustav referentsjaam pilves ja selge ilma ning öise ja päevase aja jaoks.
Pilvise ilma tuvastamiseks kasutati lähimate teeilmajaamade temperatuuriandmete analüüsi. Lõpliku mudeli jaoks ja müra vähendamiseks keskmistati mudeli andmed 100meetristele lõikudele.
Mudeli töö hindamiseks arvutati mudeldatud ja mõõdetud temperatuuri korrelatsioonikordaja ja keskmine absoluutviga. Saadud kõrged korrelatsiooninäitajad ja väike absoluutviga näitasid, et olemasolevate teeilmajaamadega on võimalik väga hästi kirjeldada kogu trassi, st teelõikudel on jaamade arv piisav ja paigutus optimaalne.
Järgmisena leiti ühtlaste soojusomadustega teelõigud, kus temperatuuri erinevus oli pool kraadi või vähem kõigi nelja alammudeli (päev/öö, pilves/selge) kohta. Selliseid lõike oli 307 ja nende keskmine pikkus oli 535 meetrit. Lõigud langesid peamiselt kokku pinnareljeefi ja teeäärse maakasutuse muutustega.
Erilist tähelepanu nõudvate ehk nn ekstreemsetena tuvastati kohad, mille temperatuur erines vähemalt ühe alammudeli järgi ümbritsevast lõigust keskmiselt ühe kraadi võrra või enam. Temperatuuritõusu korral on oodata kiiremat libeduse teket kohtades, kus temperatuur läheneb esimesena 0 kraadile, ja temperatuuri languse korral kohtades, kus temperatuur langeb esimesena alla 0 kraadi. Kokku tuvastati Tallinna ja Tartu vahelisel teelõigul 33 sellist punkti.
Pilvisus ja sademed
Olgugi et statistilise andmeanalüüsiga õnnestus saada küllalt häid võrdlustulemusi teeilmajaamadega mõõdetud tee temperatuuri ja 100meetristele lõikudele modelleeritud temperatuuri vahel, mõjutab tee temperatuuri ja teeseisu lisaks asukoha mikrokliimale olulisel määral ka meie piirkonnale iseloomulik heitlik ilmastik.
Eesti põhiteede võrk paikneb valdavalt tasasel maal, kus asukoha eripärad ei mängi tee temperatuuri dünaamikas nii suurt rolli kui mõnes teises riigis, kus maapinna kõrguserinevused on märksa suuremad. Meie peamised ilmamõjutajad on Atlandilt saabuvad tsüklonid ja nendega kaasnevad sademed, temperatuuri kõikumine, pilvede liikumine, meid ümbritsevate veekogude olukord ning aastaaegade vaheldumine.
Senikaua, kui ilm on stabiilne ja ühetaoline kogu trassi ulatuses, töötavad statistilised temperatuuri arvutusmudelid hästi. Kui aga ilm hakkab muutuma, on tarvis teed vaadelda väiksemate lõikude kaupa ja arvesse võtta ilma mõju igale konkreetsele jälgitavale teelõigule.
Tee temperatuuri muutuses mängib kõige suuremat rolli pilvisus ning libeduse tekke üks suuremaid mõjutajaid on sademed, mis on tasasel maal iga kord erineva iseloomu ja paiknemisega ning mille jälgimiseks on vaja rakendada lisaks traditsioonilistele teeilmajaamadele ka teisi abivahendeid. Tee temperatuuri termoprofiil selge või poolpilves ilmaga võib kõikuda mitme kraadi võrra sõltuvalt asukohast, päikese mõjust, pilvisusest, kuid ka liikluse mõjust ja sademete asukohast.
Virtuaalne teeilmajaam
Et jõuda modelleerimises tee täpsema temperatuurini, sealt edasi tee seisukorra hindamiseni ning seejärel hooldealaste juhtimisotsusteni, on vaja täpsemalt jälgida teeilmastiku ja atmosfääri reaalaja andmeid ning ilmaprognoose. Selleks hangitakse lisainformatsiooni teeilmajaamade vahelt kas mobiilsete mõõtmistega, tihendades teeilmajaamade võrku lihtsamate asjade internetti (IoT) kuuluvate teeilmajaamadega või luues uusi virtuaalsete mõõtmis- ja prognoospunktide võrgustikke. Mida detailsemad on kogutud andmed, seda täpsemaid juhtimisotsuseid on võimalik nii teehooldusel kui ka liikluse juhtimisel langetada.
Pärast uuringu valmimist jätkas Teede Tehnokeskus omal algatusel arendustööd. Riigi põhimaanteed said jagatud 500 meetri pikkusteks lõikudeks ja igale neist nähti ette üks virtuaalne teeilmajaam, mille abil alustati lõigule teeilma parameetrite arvutamist ja teeseisu prognoosi koostamist.
Selle artikli ilmumise ajaks ei olnud põhiteede võrku hõlmav teeseisu kaardikiht veel avalik, kuid prototüübina see teeilmakaardi rakenduses juba toimis. Teede Tehnokeskuse meeskond usub, et selline info võib juba lähitulevikus anda teehooldajale palju täiuslikuma pildi tervel teel toimuvast ning pakkuda uusi võimalusi liiklejatele erinevate infoteenuste loomiseks ja osutamiseks.
Hoolid Eesti loodusest ja tahad olla kursis keskkonnauudistega? Saadame sulle kord nädalas ülevaate Eesti suurima roheportaali parimatest lugudest.
