VViS Precipitation Data Validation: Performance Analysis from an Alarm System Perspective
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Validering av nederbördsdata från VViS : Prestandaanalys ur ett larmsystemperspektiv (Swedish)
Abstract [en]
To reduce the impact of heavy precipitation on the road network, the Swedish Transport Administration is developing a weather alarm system that will use precipitation data from the weather information system VViS, among other sources. To increase the understanding of how precipitation data from VViS can be used in the weather alarm system, the VViS precipitation sensor MS7 was evaluated, both generally and under specific weather conditions, by comparing it with data from nearby SMHI stations and radar images. 38 stations were evaluated, divided into two groups, which were analyzed differently due to differences in available reference data. VViS underestimated the total amount of precipitation compared to SMHI. In the two groups, the VViS stations measured on average 34% and 31% less total precipitation compared to the SMHI stations. Eight VViS stations measured larger amounts of snow than SMHI, which was likely due to the SMHI stations being affected by wind. This was supported by the fact that VViS often measured more snow than SMHI during strong winds. During precipitation events with a maximum intensity of over 4 mm/h, the measurements at some station pairs agreed well, while others showed large differences. When precipitation events from all stations located adjacent to roads were analyzed together, R² = 0.34 for rain and R² = 0.36 for snow. Through comparison of radar images, it was concluded that the differences in precipitation amounts could not be explained by spatial variability. The differences in performance between the station pairs suggest that external factors, such as dirt or obstructions, affect some stations more than others. To increase the accuracy of the VViS measurements, extended management of these factors is recommended. One way to compensate for the general underestimation is to adjust the threshold values for the weather alarms, which should be set by considering the desired system sensitivity.
Abstract [sv]
För att minska påverkan på vägnätet vid kraftiga nederbördshändelser utvecklar Trafikverket ett väderlarmsystem, som bland annat ska använda nederbördsdata från väderinformationssystemet VViS. För att öka förståelsen för hur nederbördsdata från VViS kan användas i väderlarmsystemet på ett tillförlitligt sätt, utvärderades VViS nederbördssensor MS7, både generellt och under specifika väderförhållanden, genom att jämföra med data från närliggande SMHI-stationer och radarbilder. 38 stationer utvärderades, fördelade på två grupper, som analyserades på olika sätt på grund av skillnader i tillgänglig referensdata. VViS underskattade total nederbördsmängd jämfört med SMHI. I de två grupperna, uppmätte VViS-stationerna i genomsnitt 34% och 31% mindre nederbörd, jämfört med SMHI-stationerna. Åtta VViS-stationer uppmätte större mängder snö än SMHI, vilket troligen beror på att SMHI-stationerna påverkats av vind. Detta understöddes av att VViS ofta uppmätte mer snö än SMHI vid tillfällen med stark vind. Vid nederbördshändelser med en maximal intensitet på över 4 mm/h, överensstämde mätningarna vid vissa stationspar väl, medan andra uppvisade stora skillnader. När nederbördshändelser från samtliga stationer placerade längs vägar analyserades tillsammans var R² = 0.34 för regn och R² = 0.36 för snö. Genom jämförelse med radarbilder kunde det fastställas att skillnaderna i nederbördsmängd inte kunde förklaras av spatial variabilitet. De stora skillnaderna mellan stationsparen tyder på att yttre faktorer, såsom smuts eller hinder, påverkar vissa stationer mer än andra. För att öka mätningarnas tillförlitlighet rekommenderas utökad hantering av dessa faktorer. Ett sätt att kompensera för den generella underskattningen är att justera tröskelvärdena i väderlarmssystemet, vilka bör bestämmas utifrån systemets önskade känslighet.
Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 25651
Keywords [en]
Precipitation measurement, Weather alarm, VViS, MS7, Sensor evaluation
Keywords [sv]
Nederbördsmätning, Väderlarm, VViS, MS7, Sensorutvärdering
National Category
Other Natural Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-369956OAI: oai:DiVA.org:kth-369956DiVA, id: diva2:1998571
External cooperation
Trafikverket
Presentation
2025-06-10, 10:26 (English)
Supervisors
Examiners
2025-09-172025-09-172025-09-17Bibliographically approved