Kuoppaiset tiet ja ylimääräistä tärinää aiheuttavat tienpinnat ovat jokaisen kuskin painajainen. Huonokuntoiset tiet eivät ainoastaan heikennä ajomukavuutta, vaan ne voivat myös aiheuttaa vaurioita kulkuvälineille ja pahimmillaan jopa vaarantaa kuljettajan terveyden. Siksi on erittäin tärkeää, että teiden kuntoa seurataan ja ylläpidetään jatkuvasti.
Tiestöjen rakenteen tarkkailuun käytetään mittauslaitteita, jotka asennetaan ajoneuvojen penkkien alle. Näiden laitteiden avulla voidaan tutkia teiden kunnossapidon riittävyyttä ja arvioida, millaisia terveysvaikutuksia huonokuntoiset tiet saattavat aiheuttaa. Mittauslaitteiden keräämän datan avulla voidaan tehdä päätöksiä teiden korjauksesta ja kunnossapidosta.
Globaalisti toimiva Roadscanners Oy otti yhteyttä TEQUun pohdittuaan keinoja kalibroida mittauslaitteitaan. Kalibrointi on olennainen osa mittauslaitteiden toimintaa, sillä se varmistaa, että mittaustulokset ovat luotettavia ja vertailukelpoisia eri olosuhteissa ja ajoneuvoissa. TEQUn prototiimi tarttui haasteeseen ja suunnitteli sekä toteutti mittauslaitteiden kalibrointialustan prototyypin vain kuukaudessa.
Prototyypin muotoilu
Kalibrointialusta suunniteltiin 250 mm askelittain kasvavalle aallonpituudelle modulaariseksi rakenteeksi. Prototyypin toivottiin olevan helposti liikuteltavissa. Rakenteen asennuskiskoon voidaan asentaa erilaisia kalibrointitöyssyjä, mutta prototyypissä toteutettiin 500 mm aallonpituudelle tulevat 40 mm paksuiset töyssyt. Prototyypin materiaalit on valittu kestävyyden mukaan. Kalibrointialustan töyssyjen materiaaliksi valittiin EPDM-kumi, jolla on hyvä kestävyys. Alustan täytyy kestää useita ajoja suurillakin nopeuksilla.
Kiskojen runkomateriaali on pulverimaalattua terästä, jonka väriksi valittiin huomiota herättävä keltainen. Keltainen väri auttaa myös testausautoa ajavaa kuljettajaa linjaamaan ajoneuvon kalibrointialustaan helpommin. Kalibrointialustan runkoa kannattelee oikealla korkeudella maantienpinnasta lujasta polyasetaalista koneistetut korotuspalat. Lopuksi kalibrointialusta kiinnitetään asfalttiin betoniankkureilla.
Tekninen toteutus ja testaus
Prototyypin tekniikka on toteutettu Raspberry PI5 -minitietokoneella ja siihen liitettävillä oheislaitteilla, joita ovat mm. kiihtyvyyssensori ja 4G-modeemi. Tekniikan tarkoituksena on kerätä ja tallentaa tietoa ajoneuvoon asennetulta kiihtyvyyssensorilta. Sensorin tuottamaa mittausdataa käytetään prototyypin toiminnan tarkasteluun ja validointiin. Mittausdatasta voidaan visualisoida ja nähdä mm. autoon kohdistuva pystysuuntainen kiihtyvyys sekä ajonopeus sillä hetkellä kun autolla ajetaan kalibrointialustan yli. Toistamalla ajoja useammin ja eri ajonopeuksilla näistä tiedoista voidaan muodostaa mittausprofiilit eri autotyypeille. Näitä mittausprofiileja voidaan käyttää jatkossa kalibrointitietona.
Laitteisto on koteloitu standardiin teollisuuskoteloon ja toteutettu siten että tekniikan virransyöttö voidaan ottaa autoissa perinteisesti olevasta 12 voltin ns. “tupakansytytinliitännästä”. Kiihtyvyyssensorin datan luentaan on olemassa laitteistoja ja ratkaisuja – tässä prototyypissä tekniikan osalta on keskitytty toteuttamaan ja testaamaan kiihtyvyyssensorin datan luenta edullisella laitteistolla.
Kalibrointialusta toteutettiin osana Lapin ammattikorkeakoulun TEQU Hub-hanketta. TEQU Hub on julkinen kehityshanke, jonka tavoitteena on inspiroida lappilaisia yrityksiä kehittämään toimintaansa digitaalisuuden ja kestävän kehityksen teemoissa. Hanke toteutetaan Lapin liiton myöntämällä EAKR- ja valtion rahoituksella.