| 1. |
- Sundell, Jonas, 1984, et al.
(författare)
-
Comprehensive risk assessment of groundwater drawdown induced subsidence
- 2019
-
Ingår i: Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. - : Springer Science and Business Media LLC. - 1436-3240 .- 1436-3259. ; 33:2, s. 427-449
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- © 2019, The Author(s). We present a method for risk assessment of groundwater drawdown induced land subsidence when planning for sub-surface infrastructure. Since groundwater drawdown and related subsidence can occur at large distances from the points of inflow, the large spatial extent often implies heterogeneous geological conditions that cannot be described in complete detail. This calls for estimation of uncertainties in all components of the cause-effect chain with probabilistic methods. In this study, we couple four probabilistic methods into a comprehensive model for economic risk quantification: a geostatistical soil-stratification model, an inverse calibrated groundwater model, an elasto-plastic subsidence model, and a model describing the resulting damages and costs on individual buildings and constructions. Groundwater head measurements, hydraulic tests, statistical analyses of stratification and soil properties and an inventory of buildings are inputs to the models. In the coupled method, different design alternatives for risk reduction measures are evaluated. Integration of probabilities and damage costs result in an economic risk estimate for each alternative. Compared with the risk for a reference alternative, the best prior alternative is identified as the alternative with the highest expected net benefit. The results include spatial probabilistic risk estimates for each alternative where areas with significant risk are distinguished from low-risk areas. The efficiency and usefulness of this modelling approach as a tool for communication to stakeholders, decision support for prioritization of risk reducing measures, and identification of the need for further investigations and monitoring are demonstrated with a case study of a planned railway tunnel in Varberg, Sweden.
|
|
| 2. |
- Sundell, Jonas, 1984, et al.
(författare)
-
Economic valuation of hydrogeological information when managing groundwater drawdown
- 2019
-
Ingår i: Hydrogeology Journal. - : Springer Science and Business Media LLC. - 1431-2174 .- 1435-0157. ; 27:4, s. 1111-1130
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- © 2019, The Author(s). A procedure is presented for valuation of information analysis (VOIA) to determine the need for additional information when assessing the effect of several design alternatives to manage future disturbances in hydrogeological systems. When planning for groundwater extraction and drawdown in areas where risks—such as land subsidence, wells running dry and drainage of streams and wetlands—are present, the need for risk-reducing safety measures must be carefully evaluated and managed. The heterogeneity of the subsurface calls for an assessment of trade-offs between the benefits of additional information to reduce the risk of erroneous decisions and the cost of collecting this information. A method is suggested that combines existing procedures for inverse probabilistic groundwater modelling with a novel method for VOIA. The method results in (1) a prior analysis where uncertainties regarding the efficiency of safety measures are estimated, and (2) a pre-posterior analysis, where the benefits of expected uncertainty reduction deriving from additional information are compared with the costs for obtaining this information. In comparison with existing approaches for VOIA, the method can assess multiple design alternatives, use hydrogeological parameters as proxies for failure, and produce spatially distributed VOIA maps. The method is demonstrated for a case study of a planned tunnel in Stockholm, Sweden, where additional investigations produce a low number of benefits as a result of low failure rates for the studied alternatives and a cause-effect chain where the resulting failure probability is more dependent on interactions within the whole system rather than on specific features.
|
|
| 3. |
- Mathern, Alexandre, 1986, et al.
(författare)
-
Practical metamodel‑assisted multi‑objective design optimization for improved sustainability and buildability of wind turbine foundations
- 2022
-
Ingår i: Structural and Multidisciplinary Optimization. - : Springer Science and Business Media LLC. - 1615-1488 .- 1615-147X. ; 65:2
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- In this work, we study the potential of using kriging metamodelling to perform multi-objective structural design optimization using finite element analysis software and design standards while keeping the computational efforts low. A method is proposed, which includes sustainability and buildability objectives, and it is applied to a case study of reinforced concrete foundations for wind turbines based on data from a large Swedish wind farm project. Sensitivity analyses are conducted to investigate the influence of the penalty factor applied to unfeasible solutions and the size of the initial sample generated by Latin hypercube sampling. A multi-objective optimization is then performed to obtain the optimum designs for different weight combinations for the four objectives considered. Results show that the kriging-obtained designs from samples of 20 designs outperform the best designs in the samples of 1000 designs. The optimum designs obtained by the proposed method have a sustainability impact 8–15% lower than the designs developed by traditional methods.
|
|
| 4. |
- Bergenram, Felicia, et al.
(författare)
-
Parametric Optimization of Slab Frame Bridges Considering Investment Cost, Environmental Impact and Buildability
- 2023
-
Ingår i: Procedia Computer Science. - 1877-0509.
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- This paper presents research performed on set-based multi-criteria optimization for the preliminary design of slab frame bridges. As a result of immense CO2 emissions emerging from concrete production, there is a need for optimization methods decreasing the volume of concrete without affecting the function of the structure. Previous research suggests a general correlation between CO2 footprint- and cost reduction, due to minimized material use. However, the aspect of buildability may conflict with lessened material, as optimized designs might simultaneously be less buildable. This research aimed to develop an optimization method with respect to the investment cost and environmental impact while also considering buildability cost aspects. The optimization algorithm shows the possibilities of reducing the environmental impact by up to 13.7% for a slightly increased cost of 2.3%. Thus, by implementing optimization procedures in the early stages of the planning process the holistic cost effects related to green solutions can be presented, favoring the choice of sustainable designs amongst clients during tendering procedures.
|
|
| 5. |
- Andersson, Petra, et al.
(författare)
-
Safe introduction of battery propulsion at sea
- 2017
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Electric propulsion using batteries as energy storage has the potential to significantly reduce emissions from shipping and thus the environmental impact. The battery type that is currently on the top of the agenda to be used for ship propulsion applications is Li-ion batteries. Li-ion batteries pose different safety issues than e.g. other propulsion technologies and other batteries such as lead-acid batteries. It is essential that the safety level on board, including fire safety, is maintained, when introducing electric propulsion with energy storage in batteries. This report discusses the different regulations and guidelines available today for fire safety of batteries on board in relation to current knowledge about Li-ion batteries. Also fire safety measures available on board ships today and their applicability for Li-ion batteries is discussed, as well as the different test methods available and their applicability. A workshop gathering different stakeholders from Sweden, Norway and Finland identified fire safety as the main challenge for the introduction of battery propulsion at sea. The workshop concluded that future work is desired in order to increase knowledge and to develop publicly available strategies, training and designs.
|
|
| 6. |
- Varga, Balázs, 1990, et al.
(författare)
-
Data-driven distance metrics for kriging - Short-term urban traffic state prediction
- 2023
-
Ingår i: IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. - 1524-9050 .- 1558-0016. ; 24:6, s. 6268-6279
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Estimating traffic flow states at unmeasured urban locations provides a cost-efficient solution for many ITS applications. In this work, a geostatistical framework, kriging is extended in such a way that it can both estimate and predict traffic volume and speed at various unobserved locations, in real-time. In the paper, different distance metrics for kriging are evaluated. Then, a new, data-driven one is formulated, capturing the similarity of measurement sites. Then, with multidimensional scaling the distances are transformed into a hyperspace, where the kriging algorithm can be used. As a next step, temporal dependency is injected into the estimator via extending the hyperspace with an extra dimension, enabling for short horizon traffic flow prediction. Additionally, a temporal correction is proposed to compensate for minor changes in traffic flow patterns. Numerical results suggest that the spatio-temporal prediction can make more accurate predictions compared to other distance metric-based kriging algorithms. Additionally, compared to deep learning, the results are on par while the algorithm is more resilient against traffic pattern changes.
|
|
| 7. |
- Andersson-Sköld, Yvonne, 1957-, et al.
(författare)
-
Mikroplast från däck- och vägslitage : en kunskapssammanställning
- 2020
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Denna kunskapssammanställning handlar om mikroplast från vägtrafikens däck- och vägslitage. Eftersom kunskapen om mikroplaster från vägtrafiken är begränsad samtidigt som däckslitage bedöms vara den största källan till utsläpp av mikroplast i Sverige, gav regeringen inom ramen för sitt arbete med plast och mikroplast Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI) i uppdrag att under 2018– 2020 ta fram och sprida kunskap om mikroplast från vägtrafiken. Varje kapitel i denna rapport sammanfattar befintlig kunskap om mikroplast från vägtrafiken avseende en eller flera aspekter. Dessa aspekter är: källor, spridning och förekomst; miljö- och hälsoeffekter samt risker; egenskaper och kemisk sammansättning; däck- och vägslitage; provtagningsmetoder; analys- och provberedningsmetoder samt åtgärder. Dessutom finns ett kapitel med sammanfattande slutsatser och allra sist ett kapitel om forsknings-, utvecklings- och utredningsbehov.Syftet med rapporten är att den ska utgöra ett underlag för att minska emissioner och spridning av mikroplast från vägtrafiken. Ett mål med rapporten är att sammanställa och sprida kunskap om mikroplast från däck- och vägslitage och att redogöra för nuvarande kunskapsläge. Ytterligare ett mål är att identifiera kunskaps- och forskningsbehov avseende mikroplast från vägtrafiken.Underlaget till denna kunskapssammanställning utgörs av vetenskapliga artiklar och rapporter samt facklitteratur och information från branschen och från experter.
|
|
| 8. |
- Othman, Sarbaz Najib, 1971, et al.
(författare)
-
Are driving and overtaking on right curves more dangerous than on left curves?
- 2010
-
Ingår i: Annals of advances in automotive medicine. - : Association for the Advancement of Automotive Medicine. - 1943-2461. ; 54, s. 253-264, s. 253-264
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- It is well known that crashes on horizontal curves are a cause for concern in all countries due to the frequency and severity of crashes at curves compared to road tangents. A recent study of crashes in western Sweden reported a higher rate of crashes in right curves than left curves. To further understand this result, this paper reports the results of novel analyses of the responses of vehicles and drivers during negotiating and overtaking maneuvers on curves for right hand traffic. The overall objectives of the study were to find road parameters for curves that affect vehicle dynamic responses, to analyze these responses during overtaking maneuvers on curves, and to link the results with driver behavior for different curve directions. The studied road features were speed, super-elevation, radius and friction including their interactions, while the analyzed vehicle dynamic factors were lateral acceleration and yaw angular velocity. A simulation program, PC-Crash, has been used to simulate road parameters and vehicle response interaction in curves. Overtaking maneuvers have been simulated for all road feature combinations in a total of 108 runs. Analysis of variances (ANOVA) was performed, using two sided randomized block design, to find differences in vehicle responses for the curve parameters. To study driver response, a field test using an instrumented vehicle and 32 participants was reviewed as it contained longitudinal speed and acceleration data for analysis. The simulation results showed that road features affect overtaking performance in right and left curves differently. Overtaking on right curves was sensitive to radius and the interaction of radius with road condition; while overtaking on left curves was more sensitive to super-elevation. Comparisons of lateral acceleration and yaw angular velocity during these maneuvers showed different vehicle response configurations depending on curve direction and maneuver path. The field test experiments also showed that drivers behave differently depending on the curve direction where both speed and acceleration were higher on right than left curves. The implication of this study is that curve direction should be taken into consideration to a greater extent when designing and redesigning curves. It appears that the driver and the vehicle are influenced by different infrastructure factors depending on the curve direction. In addition, the results suggest that the vehicle dynamics response alone cannot explain the higher crash risk in right curves. Further studies of the links between driver, vehicle, and highway characteristics are needed, such as naturalistic driving studies, to identify the key safety indicators for highway safety.
|
|
| 9. |
- Lundberg, Joacim
(författare)
-
Road Surface and Tyre Interaction : Functional Properties affecting Road Dust Load Dynamics and Storage
- 2020
-
Doktorsavhandling (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Luftburna partiklar (PM) är ett problem för människans hälsa, där flertalet samband mellan negativa hälsoeffekter finns mellan luftföroreningar finns, bland annat för respiratoriska sjukdomar, lungcancer och kardiovaskulära sjukdomar med flera. I länder där dubbdäck används, till exempel Sverige, Finland och Norge, och sandning av vägar och gator genomförs vintertid för att säkerställa god friktion kommer en betydande andel av partiklarna från vägslitage och nedkrossning av sand vilket bidrar till PM10. Mängden som icke-avgaspartiklar bidrar med till PM10 varierar med lägst nivåer på landsbygd och högst nivåer i vägnära miljöer.Avhandlingen har flertalet mål, där ett bredare mål är att undersöka det komplexa väg-ytadäcksystemet gällande vägslitage och dess inverkan på genererandet av slitagepartiklar och vägdamm, inklusive transporten och lagringen av vägdamm på vägytan. Avhandlingen syftar även att sätta in dessa aspekter i relation till andra lika komplexa funktionella parametrar som kommer av eller påverkas av vägyta-däckinteraktionen såsom bullergenerering, rullmotstånd och fiktion. Detta görs genom några mer specifika mål och begränsningar som beskrivs i avhandlingen. Avhandlingen har även det fundamentala syftet att agera som en start för att nå ett holistiskt helhetsgrepp för att förstå den funktionella prestandan som krävs för väg-ytadäckinteraktionen, vilket har genomförts i samarbete med Vieira och det som han publicerar i sin avhandling.Vägyta-däckinteraktionen utgörs av ett komplex kontaktsystem, som påverkas av både däckegenskaper och vägens egenskaper, dels ingående material och vägytans karaktär, samt omkringgivande miljö och eventuella mellanlager av till exempel vatten, slask, snö, is eller sand och grus med mera.Slitlagret, eller vägbeläggningen, har flera funktioner som beror på de ingående materialens egenskaper. Beläggningen måste motstå flertalet olika nedbrytningsprocesser, inklusive stensläpp, olika typer av deformation, olika typer av sprickor och slitage från dubbdäck bland annat.Beläggningens konstruktion och trafikens sammansättning och egenskaper påverkar även partikelgenereringen, där beläggningsegenskaperna som styr nötningsmotståndet mot dubbdäckslitage även påverkar genereringen av slitagepartiklar.Andra aspekter som påverkas av vägyta-däckinteraktionen är genereringen av buller och fordonets rullmotstånd. Buller har likt partiklar negativa hälsoeffekter och vägyta-däckinteraktionen är den dominerande källan till trafikbuller från ungefär 15 - 25 km/h för lätta fordon och från ungefär 30 - 35 km/h för tunga fordon. Flertalet mekanismer ger upphov eller förstärker bullret, och flera är kopplade till ytans beskaffenhet såsom makrotexturen. Rullmotstånd är omvandlingen av mekanisk energi till värme för ett rullande däck och påverkas av både däckets och vägytans deflektion och deformation, och påverkas även av vägytans beskaffenhet av t.ex. ojämnheter och makrotexturen. Rullmotståndet ör kopplat till bränsleförbrukningen och därigenom till avgasemissioner. En annan funktionell egenskap för vägytan är friktionen som påverkas av vägytans beskaffenhet av både mikro- och makrotexturen.Det finns flertalet åtgärder för att minska vägdamm och PM10. Åtgärderna kan vara preventiva eller avhjälpande. I avhandlingen beskrivs åtgärder riktade mot att förändra trafiksituationen och däckanvändningen, byte av vägbeläggning, städning av vägytan och dammbindning.Flertalet metoder har använts i studierna som diskuteras i avhandlingen och består av en storskalig vägsimulator, användandet av lasermätsystem för bestämning av vägslitage respektive textur, dels en prediktionsmodell för dubbdäcksslitage och den nordiska NORTRIP-modellen för modellering av icke-avgasemissioner från vägtrafik. Även ett kommersiellt trafiksystem har nyttjats samt en metod för att bestämma dubbdäcksandelen av trafiken. Vägdamm har samlats in och kvantifierats genom användandet av WDS (Wet Dust Sampler) metoden och det insamlade dammet har beskrivits och karakteriserats med hjälp av en laboratoriemetod och med hjälp av lasergranulometri. Turbiditet har även använts som en approximation av vägdammsförrådet.Fem artiklar finns bifogade till avhandlingen. Den första handlar i korthet om en kalibrering av den svenska prediktionsmodellen för dubbdäckslitage av vägar och dess effekt på NORTRIP-modellen, där slitagemodellen är implementerad. Den andra artikeln handlar om olika vägbeläggningars makrotextur och hur olika mått kan användas för att beskriva den potentiella lagringsförmågan. Den tredje artikeln undersöker WDS-metoden, dels beträffandes dess prestanda gällande vatten samt dels hur detta teoretiskt påverkar eventuella dammförluster. Den fjärde artikeln handlar om den rumsvariationen och tidsvariationen av vägdamm för sex vinter- och vårsäsonger i Stockholm för flera gator med ABS (AsfaltsBetong, Stenrik)-beläggningar. Den femte artikeln genomförde en liknande undersökning under en vinter- och vårsäsong i Linköping för en dubbeldränerande beläggning och för en ABS-beläggning som agerade referens. Resultaten jämfördes med resultaten i Stockholm när det var möjligt.Resultaten visar att slitagemodelleringen överskattade slitaget med ungefär 50%, vilket ledde till att NORTRIP-modellen överskattar bidraget från dubbdäckslitage till partikelemissionerna, vilket inte var förvånande. Dock är det inte troligt att NORTRIP-modellen får motsvarande minskning då vägyta-däckinteraktionen är komplex och flertalet aspekter påverkar slitaget och den efterföljande genereringen och lagringen av vägdamm, såsom polering av vägytan, ökat slitage vid våt vägbana med mera.Resultaten från undersökningen med WDS-metoden visar att metoden verkar fungera väl, givet begränsningarna som fanns i studien. Den största vattenförlusten verkar vara det vatten som lämnas kvar på ytan. Det verkar även som att det mesta av dammet samlas upp. Diskussionen tar även upp hur WDS-metoden använder sig av vatten och vilka för- och nackdelar detta har jämfört med en torr metod.Resultaten från undersökningarna om rumsvariationen och tidsvariationen av vägdammsförrådet i Stockholm visade att det fanns skillnader mellan olika säsonger, och att det fanns en skillnad mellan dammängderna i hjulspåren och mellan hjulspåren. I vissa fall syntes även skillnader mellan de undersökta gatorna med stora variationer, vilket kunde förväntas då dammförrådet beror på trafiksammansättningen, mängden fordon, vägdriften, deposition av material på ytan och meteorologin. Ett annat resultat var att en ökande makrotextur verkade resultera i ett högre dammförråd. Generellt var makrotexturen lägre mellan hjulspåren och högre i hjulspåren, vilket ej var förvånande på grund av trafikens inverkan på texturutvecklingen. Detta var dock enbart uppmätt vid ett tillfälle. Omläggningen av en ABS-beläggning till en mer slittålig ABS-beläggning genomfördes, med ett högre dammförråd som följt jämfört med före omläggningen, samtidigt som okulärbesiktning av vägytan antydde att makrotexturen ökat. Dock kan detta ha påverkats av ett högre slitage vilket inträffar under en beläggnings första vintersäsong på grund av ett extra initialslitage. Resultaten i Linköping visade liknande tids- och rumsvariation som i Stockholm för den undersökta ABS-beläggningen. Vidare diskuterades även hur den dränerande beläggningens konstruktion inverkar på partiklarnas transportprocesser. I jämförelsen föreslogs även att dammbindningen och städningen i Stockholm påverkar dammförrådet, då dessa åtgärder saknas i Linköping, vilket möjligtvis reflekteras i vägdammsförrådet i och mellan hjulspåren.En diskussion förs kring hur olika texturmått kan användas för att karakterisera vägytans textur och hur detta kopplar till dammförrådet, samt vad som kan vara lämpligt att initialt använda, även om det påpekas att måttet som bör användas inte nödvändigtvis är upptäckt än.Diskussionen tar även upp avsaknaden av ett holistiskt helhetsgrepp gällande vägyta-däckinteraktionen som tar samtidig hänsyn till effekter såsom slitagepartiklar, buller och rullmotstånd. Det verkar finnas några åtgärder som kan vara av intresse för att förbättra minst två aspekter samtidigt, till exempel användandet av en dubbeldränerande beläggning eller texturoptimering. En diskussion förs mellan för och nackdelar gällande de olika mekanismerna som påverkar de olika effekterna, samt hur vissa mekanismer bör undersökas närmare utifrån andra perspektiv, till exempel bullermekanismer som kan vara intressanta ur partikelsynpunkt.Avhandlingen ger slutligen flera förslag till fortsatta undersökningar för att öka kunskapen. Detta gäller dels vägslitagemodellering och vägdammsmodellering där även vägytans textur bör beaktas. Vidare bör även mekanismer från andra effekter från vägyta-däckinteraktionen, till exempel de som påverkar buller, även undersökas och användas för att förklara mekanismer relaterade till vägdammsgenerering och uppvirvling. Det föreslås även flertalet gemensamma undersökningar som simultant undersöker flera aspekter, såsom till exempel buller, rullmotstånd, vägytans egenskaper, vägslitage, slitagepartiklar, vägdammsförrådet, uppvirvlingen av partiklar och friktion, vilket krävs för att slutligen åstadkomma det holistiska helhetsgreppet som krävs för att minst minimera intressekonflikter mellan olika funktionsegenskaper för vägbeläggningar.
|
|
| 10. |
- Alklind Taylor, Anna-Sofia, 1975-, et al.
(författare)
-
Guardian Angel : Using Lighting Drones to Improve Traffic Safety, Sense of Security, and Comfort for Cyclists
- 2023
-
Ingår i: Lecture Notes in Computer Science. - Cham : Springer. - 9783031480461 - 9783031480478 ; , s. 209-223
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- Active mobility, such as biking, faces a common challenge in Swedish municipalities due to the lack of adequate lighting during the dark winter months. Insufficient lighting infrastructure hinders individuals from choosing bicycles, despite the presence of well-maintained bike paths and a willingness to cycle. To address this issue, a project has been undertaken in the Swedish municipality of Skara for an alternative lighting solution using drones. A series of tests have been conducted based on drone prototypes developed for the selected bike paths. Participants were invited to cycle in darkness illuminated by drone lighting and share their mobility preferences and perception. This paper summarizes the users’ perception of drone lighting as an alternative to fixed lighting on bike paths, with a special focus on the impact on travel habits and the perceived sense of security and comfort. Most participants were regular cyclists who cited bad weather, time, and darkness as significant factors that deterred them from using bicycles more frequently, reducing their sense of security. With drone lighting, the participants appreciated the illumination’s moonlight-like quality and its ability to enhance their sense of security by illuminating the surroundings. On the technology side, they gave feedback on reducing the drone’s sound and addressing lighting stability issues. In summary, the test results showcase the potential of drone lighting as a viable alternative to traditional fixed lighting infrastructure, offering improved traffic safety, sense of security, and comfort. The results show the feasibility and effectiveness of this innovative approach, supporting transformation towards active and sustainable mobility, particularly in regions facing lighting challenges.
|
|
