sunnuntai 31. heinäkuuta 2011

Tukholman-risteily insinöörin näkökulmasta

Ok, nyt tulee insinöörijutskaa.

Luultavasti jokainen suomalainen on joskus risteillyt Helsingistä Tukholmaan ja takaisin. Varsinkin lapsiperheelle laiva tarjoaa helpon ja mukavan ympäristön minilomaa varten. Mutta kun matkan tekee monta kertaa, tai joutuu työnsä puolesta yhä uudelleen laivaseminaareihin (kuten minä), alkaa etsiä uusia näkökulmia matkaan.

Pari viikkoa sitten otin mukaan Sonyn gps-tallentimen, joka rekisteröi sijainnin neljä kertaa minuutissa ja tallentaa tiedon flash-muistiin. Reitin sisältävä NMEA-tiedosto voidaan matkan jälkeen lukea tietokoneelle jatkokäsittelyä varten.

Matkalta Helsingistä Tukholmaan kertyi 4151 mittauspistettä. Laite oli hytin ikkunalla, josta se löysi paikannukseen tarvittavan signaalin ympäröivästä massiivisesta teräksestä huolimatta.

Reittipisteistä voi piirtää matkareitin, mutta se ei sisällä mitään yllättävää - sama kuva löytyy laivan omalta seinältä:


Tiukka käännös keskellä matkaa on hieman yllättävä -- osaako joku veneilijä selittää, miksi reitti kulkee kauaksi saaristosta ja kääntyy sitten terävästi kohti Ahvenanmaata?

Tiedoista voi laskea laivan kulkeman matkan, joka on satamasta satamaan 492,9 kilometriä. Aikaa kuluu 62 275 sekuntia (n. 17,5 tuntia) joten keskinopeudeksi saadaan 28,5 km/h.

Excelissä mittausdataa on helppo muokata monin tavoin esimerkiksi nopeusprofiilin piirtämiseksi:


Ikkunan takaa saatava signaali on sen verran heikko, että paikkatietoon tulee hieman virhettä, ja siksi graafi on piirretty viiden mittauksen liukuvana keskiarvona. Vaaka-akselilla oleva kellonaika on Suomen aikaa.

Noin puoli kymmenen kohdalle ajoittuu erikoinen nopeuspiikki. Muutoin laivan nopeus on tasaiset 9 m/s. Aamuneljään osuva käynti Marianhaminan satamassa erottuu hyvin, samoin tulo Tukholman saaristoon ja jopa kaksi tiukkaa käännöstä sen kapeissa salmissa. Saaristossa nopeus pysyy noin kuutena metrinä sekunnissa, kunnes putoaa nollaan satamaan saavuttaessa.

Paluumatkalla oli ikkunaton hytti, joten vein tallentimen takakannelle, mistä oli esteetön näkyvyys satelliitteihin. Joku ystävällinen sielu oli löytänyt sen, luullut omistajan hukanneen laitteen ja vienyt sen laivan infoon. Huomasin tapahtuneen ja kävin palauttamassa laitteen kannelle.


Voimakkaan signaalin ansiosta käyrä on sileä ilman tasoitustakin, joskin laitteen siirtely aiheutti katkon mittausdataan klo 19-20 aikoihin ja sotki myös alkumatkan signaalia. Graafin vaaka-akselilla on jälleen Suomen kellonaika. Maarianhaminan käynti ajoittuu klo 23:een, sen jälkeen nopeus pysyy tasaisena aina Helsinkiin asti.

Ilmeisesti myötätuuli nosti aluksen nopeuden yli 10 metriin sekunnissa. Kello viiden jälkeen nopeutta laskettiin ilmeisesti tarkoituksella. Loppumatkan kuoppa on arvoitus, menomatkan graafissa vastaavaa ei näy.

Hmmm... mitä muuta voisimme selvittää tiedoista? Melkoisella vääntämisellä meno- ja paluumatkan datapisteet saadaan kohdistettua kellonajan mukaan, jolloin voidaan laskea laivojen keskinäinen etäisyys Pythagoraan lauseen perusteella. Tulos on tietysti laskennallinen, koska kyseessä on saman laivan peräkkäisinä päivinä tehdyt mittaukset.


Kaavion alusta on jätetty pois se osa paluumatkasta jonka koordinaatit olivat epämääräisiä. Siksi graafi ei ole niin symmetrinen kuin pitäisi.

Koska kyse on samasta edestakaisesta reitistä, keskinäistä etäisyyttä kuvaava graafi on liki lineaarinen ja saavuttaa miniminsä aamuyöllä kello 02:15:39 Suomen aikaa (graafissa 23 UTC-aikaa). Sen jälkeen laivat alkavat jälleen loitota toisistaan. Jos siis haluaa nähdä vastaantulevan laivan, kannattaa seistä kannella vartin yli kaksi :-)

Paikka, jossa laivat kohtaavat toisensa, on Ahvenanmaan eteläpuolella, keskellä merta:


Ehkä tällaisesta tietotekniikan ja todellisten mittausten yhdistämisestä olisi iloa vaikka kouluopetuksessa?

PS. Vielä yksi kiintoisa asia paljastuu mittauksista. Vaikka Google Maps -karttaan on merkitty laivareitit hyvinkin tarkasti (jopa laituri on oikein), itse reittiviivassa on paha moka:


Sisääntulo Helsinkiin on piirretty loogisesti, mutta ihan väärästä kohtaa. Todellisuudessa laiva ajaa läpi Kustaanmiekasta. Olisi kiinnostavaa tietää, mistä väärä data on peräisin -- Googlen väki tuskin on itse laivareittiä piirtänyt.

Lisäys 1.8.2011: Saamani palautteen mukaan Helsinkiin on myös ns. sisäreitti, jonka perusteella Googlen kartan viiva on piirretty. Itse en ole koskaan nähnyt isojen risteilyalusten kulkevan muualta kuin Kustaanmiekan läpi, mutta ilmeisesti toinenkin väylä on mahdollinen.

Tässä vielä vertailuksi viime vuoden marraskuun risteilyn nopeusgraafi Tukholmasta Helsinkiin (vaaka-akseli Ruotsin aikaa):

16 kommenttia:

Anonyymi kirjoitti...

Kaipa olet seurannut marinetrafficcia?
http://www.marinetraffic.com/ais/

Siitä näkee (näkyvissä olevien) laivojen trackit. Se löytyy myös android-sovelluksena, joten laivamatkalla voi seurata muuta liikennettä.

Noista trackeista näkee joskus mitä ihmeellisempiä koukeroita. Tätä kaasuputkenlaskualusta ja sen apualuksia on mukava seurata:
http://www.marinetraffic.com/ais/default.aspx?zoom=10&mmsi=351597000&centerx=24.1409&centery=59.67892

Tero Lehto kirjoitti...

Matematiikasta ja tietotekniikasta muistuu mieleen yksi kiinnostavimmista kursseista Evtekissä (nykyinen Metropolia).

Meillä oli kuvankäsittelyn jatkokurssi, jossa käytettiin differentiaali- ja integraaliyhtälöitä kuvankäsittelyssä esmes MatLab-ohjelmistolla.

Kun kaavat kirjoitti oikein, pystyi käsittelemään kuvia samalla tapaa kuin kuvankäsittelyohjelmat tekevät.

Jos näitä asioita olisi selvitetty Tero-Teinille 16-vuotiaana, olisin ehkä ymmärtänyt valita pitkän matematiikan lyhyen sijasta, eivätkä amk-insinöörin opinnot olisi olleet niin tuskaisia.

Petteri Järvinen kirjoitti...

Anonyymi: nettiyhteys toimii vähän huonosti ulkomerellä. Nykyisin paremmin, kun Silja antaa muutaman tunnin ilmaista wlan-aikaa. Ennen verkko toimi vain satamissa ja sielläkin etanavauhtia.

Marinetraffic näyttää nytkin Silja Serenaden ja Gabriellan peräkkäin lähestymässä Ahvenanmaata.

Hieno palvelu. Itselläni on sekä iPhonessa että Android-luurissa vastaava lentoliikenteestä.

Rasmus kirjoitti...

Reitistä ainakin nopeasti katsottuna näyttäisi siltä että laiva on kulkenut Helsingistä Maarianhaminaan aluevesirajan ulkopuolella, tuosta kuvasta tosin on vaikea tarkemmin sanoa, mutta näin ihan mutuna.

Mitä tulee Googlen karttatietoihin, niin merkittäväähän siinä on että se taitaa vain laskea algoritmeilla karkeasti niillä tiedoilla mitä sillä on - ja vesiliikenteeseen se ei sovi, etenkin kun Googlen kannoista puuttuu suurin osa väylistä muutenkin. Nuo taitavat olla jotain tiekartta-tietoja mitä sieltä löytyy, ei syvyyksiä tai muita rajoituksia yms.

Mika Hissa kirjoitti...

Mutka voi selittyä sillä, että laiva on väistänyt aktiivista ampuma-aluetta.

Paluumatkan suurempi nopeus taas sillä, että Suomen ja Ruotsin aikaerosta johtuen laivan on ajettava Helsinkiin nopeammin ehtiäkseen aikataulussa perille.

Hannu Tanskanen kirjoitti...

Olipas rehellinen tuo löytäjä, joka palautti laitteen! Niistä Wanhoista Hyvistä Ajoista", jolloin lompakon saattoi jättää Helsingin asemalla katukäytävän reunalle ja hakea pois seuraavana aamuna, on jo aikaa ;=).

Johtuisiko kiertävä reitti esim. siitä, että väylä kulkee siellä? Sen ulkopuolella saattaa karahtaa karikoille?

Mutta Kustaanmiekka se vasta vaarallinen on. Laivayhtiöt olisivat aikoinaan halunneet kalliota louhittavan kuusi metriä lisää Vallisaaren puolelta, mutta Museovirasto ei antanut lupaa.

Pidin aikoinaan silloisen Silja Serenaden kapteeni Kari Larjon kutsumana esitelmän Naviga-seuran vuosikokouksessa Katajanokalla (edellisen vuoden esitelmöijä oli Etelänapatutkija)ja merikarhut kertoivat, että siinä jos laiva raapaisee rosoista kalliota, se repii kyljen auki ja laiva heti sen jälkeen kaatuu ja megakatastrofi on valmis.

Marko Hamilo kirjoitti...

Tuolla ei ole ampuma-aluetta. Se voisi olla hylkeidensuojelualue.

Anonyymi kirjoitti...

Voisko mutkalla olla jotain tekemistä alkoholilainsäädännön ja/tai viinan myymisen kanssa?
Ulla

Timo Suvanto kirjoitti...

Entisenä opettajana tuli heti mieleen jo ennen Petterin kysymystä, että mukava pikku tehtävä esim. luokkaretkelle. Niillä kun onyleensä järkevästä tekemisestä puutetta ja kaikki oppilaat eivät suinkaan halua vain rellestää.

Marko Hamilo kirjoitti...

Mun käsittääkseni riittää että alus käy Ahvenanmaan maakunnassa, oli reitti mikä tahansa. Merenkäynti voisi selittää jotakin, jos siinä olisi yhteen suuntaan ollut jotenkin hankala aallokko mutta jos sama reitti molempiin suuntiin, niin ei.

Mika Hissa kirjoitti...

Hamilo: Tuossa kohtaa Saaristomerellä Hankoniemen länsipuolella on Örön ampuma-alue. Eri asia, oliko se tuolloin aktiivinen. 26.7.2011 ainakin oli.

Rasmus Vuori kirjoitti...

Aluevesirajan ulkopuolelle jäämisellä voi olla muitakin syitä kuin tax-free myynti johon tosiaankin taitaa riittää tuo Ahvenanmaalla käynti. Ainakin jossain vaiheessa taisi olla keskustelua mm polttoaineen verotuksesta, ja liekö jotain eroavuuksia muissakin sopimuksissa ja säädöksissä? Pitäisi varmaan tiedustella asiaa joltakin ammattikipparilta.

Suoranaisia väyliähän ei tuolla avomerellä ole.

Marko Hamilo kirjoitti...

Minusta tuo mutka tehdään tuossa melkein Jurmon eteläpuolella, josta on Örön vesille kymmeniä merimaileja. En kyllä nyt tähän hätään löydä mistään ampumasektoreita. Muuten, voisiko blogi-isäntä mitenkään vaikuttaa siihen, että kaikki merikartat tulisivat ilmaiseksi nettiin ja kaikkien kolmansien osapuolien jatkojalostettavaksi?

Anonyymi kirjoitti...

Avoimet merikartat-projekti: http://openseamap.org/

Palvelu pitää sisällään lähinnä vasta merkimerkkejä. Ehkä ne syvyyskäyrätkin saadaan sinne joskus.

Mika Särkijärvi kirjoitti...

Olisikohan laiva seurannut Suomenlahden reittijakovyöhykettä? Suomenlahden reittijaosta löytyy kuva ainakin täältä:
http://www.liikennevirasto.fi/gofrep

Anonyymi kirjoitti...

Laivan reitin kiertäminen kauempaa saaristosta johtuu ihan siitä, että isolla laivalla, niin kuin myös itse purjehtijana on pimeässä yöllä ja muutenkin paljon helpompi kulkea selkeillä vesillä. Kaukana karikoista, saariston mutkista, huviveneilijöistä ja niitä kiusaamasta. Sen lisäksi laiva joutuisi kulkemaan etanavauhtia jos se menisi saariston kautta. Laivoilla on todella stressaavaa ja hankalaa ajaa saariston sisäväyliä, jotka ovat täynnä poukkoilevia huviveneilijöitä.
Tiukka kaarros johtuu vain siitä, että juuri siitä kohtaa on helppo ajaa sisään Maarianhaminaan. Hyvä väli.
Vähän myöhässä tämä kommenttini, mutta mitäpä tuosta sitten :).

Website Security Test