Lisää automaatiota autoteille, kiitos! (toinen otto)

Edellinen juttu aiheesta tuli kirjoitettua 11 vuotta sitten.

Sittemmin on todellista toimivaa automaatiota rakennettu autoihin ja magneettivihiä seuraava ajo ei enää ehkä ole paras keino.

Eniten ääntä tekemisistään on pitänyt Tesla, mutta on noita erilaisia automaatioita ilmestynyt tässä vuosien aikana.

Päätekniikat näyttävät olevan:

• Laser-skannereilla ympäristöä mittaava järjestelmä yhdistettynä tarkkuus-GPS:ään ja monikeila-mm-tutkaan
• Puhtaalla videokuvalla toimiva järjestelmä
• Augmentoitu systeemi joka käyttää suurinopeuksista mobiiliverkkoa kutsuakseen datakeskuksen resursseja + ihmisiä avukseen.

Autossa olevat tietokoneet ovat saavuttaneet jo teratavujen datakapasiteetin ja kykenevät siten käyttämään korkean resoluution ympäristömallia paikallisesti.  Toki ongelmia tulee heti kun maastossa tapahtuu joku muutos.  Alkuvaiheessa nämä systeemit olivat kovin ymmällään pienistäkin poikkeamista.  Tämän vuoksi etenkin robotakseissa on augmentaatio jolla autetaan pulaan joutunutta autoa.

Mutta tehdäkö tätä laser-skannerilla vai pelkällä videokuva-visiolla?
Jos yksi skanneri maksaa USD 15 000 ( +-  5000 ), niin mihin sen sijoitat?
Keskelle kattoa? Laitatko useamman?   Skannerin hinnan vaikutus auton hintaan on noin kertoimella 10, joka tekee näistä aivan mahdottomia yleiskäyttöön.  Toki jos hinta laskee satasiin, nämä tulevat mahdolliseksi käyttää halvemmissakin autoissa.

Videokamerat maksavat muutaman kymmenen dollaria kappale. Niitä on halpaa kylvää ympäri autoa mahdollistaen jopa stereokuvauksen etäisyyden määritykseen.

Paikallisia prosessointiresursseja halutaan käyttää aina enemmän kuin on tarjolla - mutta tarjolla olevat kykenevät jo aika huimiin suorituksiin. 

Tesla on kertonut omista ajotietokoneistaan, muut eivät niinkään.  Teslalla ajotietokone v4 on moniprosessori ARM korkean käytettävyyden parina + kummallekin prosessorille on neuroverkkolaskin. Käyttöliittymää pyörittää toisella piirikortilla AMD Ryzen (4 core) + grafiikkaohjain.
Loppuvuodesta 2021 arkkitehtuuri oli sellainen missä monelta videokameralta kerättiin kuvia ja ne yhdistettiin kamerakohtaisten geometriamuunnosten kanssa yhdeksi panoraamaksi. Sitten kuva autolabeloitiin ja vektoroitiin. Erilaisia ympäristön kohteita seurattiin vektorimallista. Jos jokin kohde oli jonkun esteen takana piilossa, vektorimalli tiesi kohteesta vaikka sitä ei ole hetkeen näkynyt.  Vektorimalli sisälsi myös liikkeen ja havaitut kohteet jatkoivat liikettä havaitulla nopeudella myös ollessaan piilossa.

Tomcat RewriteValve usage

(An occasional technical note for future self, and others)

Suppose you have a Tomcat based servlet container with webapps directory name "ORIGINAL", and then you have a reason to rename it as "MOVED":

• /ORIGINAL/servlet/path
• /MOVED/servlet/path

You have a few ways to handle this, but simplest turned out to be rewriting the HTTP URL path in front-end of the server.  (Assuming you have at least Tomcat 8.5)

The Tomcat servlet container software has a tool for rewriting request URL paths in same style rules as Apache HTTPD does them.  This mechanism is called "RewriteValve".

Simplest way to achieve this is to create a ROOT webapp - create following directory and file structure inside your Tomcat webapps.  The "ROOT" name in all uppercase is special allowing this mapping to affect full HTTP URL path, instead of only inside a given servlet.

• server/webapps/ROOT/
• server/webapps/ROOT/META-INF/context.xml
• server/webapps/ROOT/WEB-INF/rewrite.config

The context.xml contains following:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!-- This goes to /META-INF/context.xml -->

<Context reloadable="false"

         swallowOutput="true"

         unpackWAR="false"

         processTlds="false">

  <Valve className= "org.apache.catalina.valves.rewrite.RewriteValve" />

</Context>

And the rewrite.config  define URL mappings:

##

## This runs in ROOT context path 

##    (  = "/" ) of the URL

## 

RewriteCond  %{REQUEST_PATH}  ^/ORIGINAL/.*

RewriteRule ^/ORIGINAL/(.*)$  /MOVED/$1 [L,NE]

The mechanism has complicated capability for mapping and regular expression rewriting of the URL paths. Those are simpler thing to master once you get the configuration in place.

What happens if you try to do this in your webapp that is not named "ROOT"?  The rewrite works, but receives only paths with the webapp path prefix removed, and rewriting will not be able to direct the caller to other webapp context.

What you can use this for includes:

• Aliasing web service URL paths (give service without reporting redirect)
• Moving web service URL paths (report a redirect to the caller)
• "Fixing" an URL bug in popular 3rd party client library
• Creating URL compatibility mappings against older version of the service, or different implementations

In theory this rewritter should also work in server.xml in <Host> context, but it is easier to create special "ROOT" webapp, or use it inside your webapp's directory structure without rewriting the "WEBAPP" of "server/webapps/WEBAPP/" directory.

Hint: If you are uncertain regarding the configuration file being read, you can put there a line starting with unknown keyword ( like "break-it" ), then your Tomcat will not restart, and it will hopefully mutter some error. Now you will see evidence that the configuration file is being read - it is in correct location.

Hint: Use of logging.properties  works better if you do not have   swallowOutput="true"  in any of your context.xml  files defining the <Context ..> elements.

Nibiru on taas ilmestynyt myymään huuhaata..

Kirjoitin 3 vuotta sitten Nibirusta; se näkyy tulleen taas huuhaamyyntiin..
Sen piti siis tulla vuonna 2003, 2010, 2012, ja nyt:

From our research, we think Nibiru will pass over in 2014, 2015 or 2016 at the end of April.

Hienoja ennusteita, 2014 Huhtikuu menikin jo, 2015 ja 2016 on vielä tulossa..

Hienoa on myös tuo kerrottu 3600 vuoden kiertoaika.  Samoin että se tulee lähelle maata -- siis 1.0 astronomisen yksikön päähän auringosta.

Keplerin kolmannesta laista tiedetään silloin että sen radan isoakselin puolikas (a, eli "keskietäisyys") on 230.5 kertaa maan etäisyys auringosta. (T²/r³ = 1, kun T annetaan maan vuosina ja keskietäisyys r annetaan astronomisina yksiköinä)
Tästä saadaan myös että ellipsin pikkuakselin puolikas on 21.45.
Ellipsin semi-latus rectum (p) on silloin 1.9957.  Tuo on myös tasan 1.0000 enemmän kuin rataellipsin eksentrisyys.

Jos se tulee joka kierroksella maapallon lähelle, sen kiertoajan täytyy olla mahtavalla tarkkuudella maan vuoden pituuden monikerta. Yllä annettujen geometrialukujen pitää silloin olla ainakin kuudella numerolla, neljä ei riitä.

Jos se kulkee planeettakunnan keskimääräisellä ratatasolla, se viivähtää pidempään maapallon lähellä, kuin jos se kulkisi tätä tasoa vastaan kohtisuoralla tasolla.  Kohtisuoralla kulkusuunnalla tämä synkronisuus pitäisi olla vieläkin tarkempi.


No, maailmanlopunennusteitakin  riittää, eikä mikään ole toteutunut.

Kuten Neil deGrasse Tyson on todennut, maapallolle ei käy mitenkään vaikka ihmiskunta ja biosfääri tuhoutuisi.


Katselkaamme siis tänä viikonloppuna Marsin ohi viilettävää komeetta:

http://mars.nasa.gov/comets/sidingspring/

Se viuhahtaa noin 100 000 kilometrin päästä Marsia, joka on noin 1/3 osa maan ja kuun välimatkasta. Sen ohilentovauhti on noin 56 km/s, joka on hyperbolisella radalla olevalle komeetalle ihan tavallinen Marsin etäisyydellä ollessaan.  Lähimmillään aurinkoon se tulee hiukan Marsin radan sisäpuolelle ja jää reilusti Maan radan ulkopuolelle.  Nibirun vauhti elliptisellä radallaan on hiukan pienempi - ja tämä komeetta havaittiin kun se oli vielä Jupiterin radan ulkopuolella melkein kaksi vuotta ennen ohilentoaan Marsista.

Historiallisena aikana ei yksikään etukäteen havaittu komeetta ole kulkenut noin läheltä Maata.
Paljon pienempiä ja silti melkoisen tuhokykyisiä kiviä on toki tullut ihan yllättäen. Tseljabinsk viimeisimpänä.

Isot akut ja sähköverkko

Sähköverkosta

Sähköverkossa vallitsee Kirchoffin Laki: Verkko ei varastoi mitään.  Siis verkkoon on syötettävä yhtä paljon energiaa, kuin sillä hetkellä on kulutusta. (Maallikot mieltävät verkkoon kuuluviksi osiksi usein myös generaattorit ja kuormat, näin ei ole.)

Jos tuotantoa on liikaa, sitä on vähennettävä -- tai kuormaa on lisättävä. Kun tällainen tuotantovaihtelu voi olla satoja megawatteja muutaman minuutin skaalassa, se aiheuttaa melkoista päänvaivaa sekä sähköverkolle, että tuotantolaitoksille.

Mutta miksi meillä ylipäätään on isoa infrastruktuuria sähköverkon kanssa?  Eikö paikallinen tuotanto lähellä kulutusta olisi parempi?

Ensimmäinen sähköä tuottanut voimalaitos toki tehtiin Suomessakin jo 1800 luvun lopulla: Tammerkoski 1891. Nykyinen laajamittainen jakeluverkko ja isoilla laitoksilla tapahtuva tuotanto on melko uusi juttu. Tarkkaan ottaen toisen maailmansodan jälkeistä aikaa, vaikkakin sähköverkon rakentaminen Suomessa voidaan katsoa alkaneen 1920 luvulla kun Imatran Kosken voimalaitos tehtiin ja sen tehoa alettiin jaella kauemmas.

Meillä on isoissa kaupungeissa suunnilleen omaa kulutusta vastaava määrä tuotantoa, erityisesti tämä koskee kaukolämpöä, mutta usein myös sähköä. Pääosa tästä on lauhdelämpötuotannolla joka polttaa erilaisia polttoaineita -- kivihiiltä, maakaasua, turvetta, jätteitä, jne, koska olemme melkoisen lattealla maaperällä eikä vesivoimaa siksi ole niin runsaasti käytettävissä kuin haluaisimme.

Opportunistinen tuotanto

Tällaista on kaikki sellainen tuotanto joka riippuu voimakkaasti olosuhteista.

• Tuuli
• Aurinkosähkö

Tuulituotannolla näyttää pätevän että yksittäisen laitoksen tuotannon vuosikeskiarvo on noin 30% nimellisestä tehosta.  Valitettavasti se ei kuitenkaan ole tasaista, vaikkakin melko ennustettavissa nykyisillä säämalleilla.

Tuotantoa tehdään silloin kun sää sitä suosii -- ja jos kysyntä ei vastaakaan tuotantoa, markkinasähkön hinta putoaa.  Toisaalta jos sää ei suosi, muuta tuotantoa tarvitaan enemmän ja hinta muuttuu sen mukaan. (Tätä kirjoittaessa FennoScan2 tasavirtalinkki on juuri särkynyt Suomen ja Ruotsin väliltä, joka merkitsee pienentynyttä rajakapasiteettia ja merkittävästi kohonnutta sähkön hintaa huippukulutuksen aikana suhteessa muihin pohjoismaihin.)

Saksassa on kuitenkin poliitikot päättäneet tarjota opportunistiselle tuotannolle takuuhinnan ja prioriteetin syöttää tehoa verkkoon, vaikka kulutusta ei olisikaan. Silloin pitää säätää jotain muuta voimaa alas ja se mitä Saksassa (ja Tanskassa ja Hollannissa) käytetään säätöön on hiililaudevoima.  Eihän se aina ole päällä pukkaamassa CO2:sta ilmoille, mutta parempiakin ratkaisuja olisi tarjolla.

Sähkövarastot opportunistiselle tuotannolle

Jotta sähköä on tarjolla silloin kun sille on kysyntää, eikä vain silloin kun sattuu sopiva sää. tarvitaan varastoratkaisuja. Nämä tunnetaan yleisnimellä "akku", vaikka tekniikka ei sähkökemiaa olisikaan.

Akkuratkaisuissa kokonaishyötysuhde on noin 70% olipa tekniikka mitä tahansa.  Häviöiden sijoittuminen vaihtelee tekniikoittain.  (Joskus häviöitä on paljonkin enemmän, mutta paljoa yli 70%:sta ei näytä päästävän kokonaishyötysuhteessa.)

Pienillä tehotasoilla sähkökemiallinen akustotekniikka pärjää varsin hyvin pientuottajan/-käyttäjän omina investointeina. Todella suurilla tehoilla ei kalliit pääomakustannukset haittaa niin paljoa. Verkko-UPS ratkaisuja on mm. Fairbanksissa Alaskassa, jossa on sähkökemiallinen akusto tukemassa paikallista verkkoa niin että kaupungin sähköverkossa kuluttajien kokemat häiriöt (yleensä ulkopuolista alkuperää) ovat vähentyneet noin kymmenesosaan.

Uusia akustokemioita kehitellään, mutta ne ovat tyypillisesti kalliita ratkaisuja per MW isoilla tehoilla.  (Niin oli Fairbanksin systeemikin - noin USD 35M/40MW*7minuuttia, mutta parempaa ei ollut tarjolla.)

Kokeellisina ratkaisuina on mm. vauhtipyöriä (1-100 MW;  esimerkiksi suurta pulssitehoa syövien tutkimuslaitteistojen tehonsyötössä: ladataan hitaammin ja puretaan nopeasti) mutta niissä ei tyypillisesti ole kovinkaan monen tunnin säilyvyysaikaa pyörimismomentilla.

Monien tekniikoiden väitetään olevan edullisia 1-100 MW skaalassa.

Tavoiteltaessa useamman GW tehoa, tulee painovoima-akku järkevimmäksi, mutta sen haittapuolena on korkea alkupääoman ja sopivan topografian tarve.

Painovoima-akku tasamaalla

Painovoima-akun pääpiirre on, että jotain raskasta mutta helposti siirrettävää siirretään korkeussuunnassa ja tämän siirron yhteydessä voidaan potentiaalienergiaa varastoida tai vapauttaa.

Tällaista "raskasta" on yleensä vesi jota kuljetetaan kahdella eri korkeudella olevan altaan välillä. Korkeuseron kasvatus pienentää virtaama-tarvetta samassa suhteessa.

Siispä jos tarjolla on 100 metriä korkeuseroa, tai 1000 metriä, tarvittava massavirta on jälkimmäisessä tapauksessa kymmenesosa samaa tehoa tavoiteltaessa.

"No mutta eihän meillä ole korkeita vuoria minne tehdä tekojärviä!"

No eipä tarvitakaan.   Sen sijaan meillä on hyvää kalliota jonne tehdä onkaloita.

Kaivosonkaloiden teko kallioon on myös melko helppoa puuhaa.  Esimerkiksi Tytyrissä on 100 metrin läpimittaisia luolia joista malmia on louhittu pois. Suurimpiin tällaisiin maanalaisiin luoliin on graniittiin tehty täysimittaisia jäähalleja, mutta tavallisemmat rakennelmat ovat matalalla ollessaan noin katon leveyden verran kallion pinnan alla olevia luolia.  Kilometrin syvyydessä tämä peukalosääntö antaa kilometrin mitan, mutta todellisuudessa raja on 30-100 metriä kiven laadusta riippuen.

Tällaisen onkalon vetoisuus on helposti miljoona kuutiometriä, mutta voimalaitoskäytössä tarvitaan 10-20 miljoonaa kuutiometriä ala-allasta, eli useampi säiliö.

Katsotaanpa energiamäärää vs. massatilavuus vs. korkeusero:

E_pot = m g h

1000 kg * 9.81 m/s² * 1000 metriä → 9.81 MJ.
Massavirralla 1000 kg/s (vettä 1 m³/s) tuo on 9.81 MW.

Generaattorin hyötysuhteella 0.90 (pelton turbiini + generaattori)  100 MW tuotantotehoinen laitos tarvitsee 1000 metrin korkeuserolla toimiakseen massavirran 11.3 m³/s.
Sisäläpimitaltaan 4.0 metrisessä putkessa tuo merkitsee virtausnopeutta noin 0.9 m/s.  (Tämä on hiukan alle 0.5 miljoonaa kuutiota per 12 tuntia.)

Korkeuserolla 100 metriä tarvittava virtaama on 10 kertainen jonka saa aikaan nostamalla putken läpimittaa ja veden virtausnopeutta.

Jos alasäiliön pinnankorkeusvaihtelu on suuri, on myös melkoinen korkeusero pelton turbiinin ja säiliötä tyhjentävän pumpun välillä. Voight:in ratkaisuissa voi olla 30 metriä korkeuseroa, mutta 100 metriä on todennäköisesti liian pitkä pystyakseli.  100 metriä pumppauksen lisäkorkeutta (1000 metrin turbiinin syöttökorkeuteen nähden) merkitsee myös pumpun tehotarpeen kasvua noin 10% suhteessa nollaeroon heikentäen näin akun suorituskykyä.

Suurilla korkeuserolla paras turbiiniratkaisu on Pelton, kun taas keskisuurilla (50-800 metriä) se on yleensä Francis. Pelton kuitenkin tarvitsee ilmakammion jonne syöttövesi tulee, kun Francis on ilmaton ja sen verran syvällä vedessä, ettei turbiini kavitoi (alasäiliön alavedenkorkeuden alla.)

Puolen kilometrin syvyyteen kaivettu Francis pumppulaitos tarvitsee noin tuplakokoiset säiliöt verrattuna kilometrin syvyydellä olevaan saman tehoiseen laitokseen. Generaattori ja pumppu saattavat olla erilliset ratkaisut.

Puolen kilometrin syvyydessä 100MW tehoinen pumppugeneraattori meren rannalle rakennettuna tarvitsee 12 tunnin tuotantoa varten noin 1.0 miljoonaa kuutiota alakammiota.
Lisäämällä tehoa laitos tarvitsee vastaavasti enemmän alakammiota.

1000 MW pumppulaitostehoa 500 metrin korkeuserolla 12 tuntia → 10 miljoonaa kuutiota vettä. Tekemällä varastoluola joka on 50 metriä leveä ja 50 metriä korkea sen pituutta tarvitaan 400 metriä per miljoona kuutiota.  Siis 4 kilometriä pitkänä 1000MW/12h käytölle.  Tai 4 rinnakkaista kammiota 1.0 kilometriä pitkinä.

Tekemällä sama 2 km syvälle, tarvitaan enää 1.0 kilometriä pitkä alakammio.

Suurimmat kiveen kaivetut laitosluolat ovat 200 metriä pitkiä, mutta vain 30-40 metriä leveitä.

Laitoksia voi myös rakentaa vaiheissa -- alakammio koostuu sarjasta 50x50x200 metrin kammioita joilla on vähintään kammion korkeuden verran seinää välissään.

Samoin 100 - 300 MW koneikkoja voi rakentaa useampia. Rakentaminen helpottuu, kun ajotunneli ja hissikuilut on tehty ensimmäisessä vaiheessa ja varsinaiset vesitunnelit päästään tekemään poraamalla.

Silti pääomakustannukset ovat 0.1 - 1.0 Meur/MWh laitoskapasiteettia, mutta kapasiteetin lisääminen on halvempaa vanhaan paikkaan, kuin täysin uuden paikan perustaminen.

Jos tarjolla on 500-2000 metriä syvä kaivos hisseineen ja ajotunneleineen, tulee laitoksen perustaminen entistäkin halvemmaksi, kun voidaan tukeutua olemassaolevaan infraan.

Tunnelin kustannukset

Avolouhinta maan pinnalta maksaa noin 15€/m³ (miljoonan kuutiometrin määrissä). Maan alla enemmän. Viettävän ajotunnelin teko on omalla tavallaan haastavaa ja mitä pidempänä se tehdään, sitä vaikeampaa se on pitkittyvän louheen poistomatkan takia.  Sanokaamme 5x8m² poikkileikkauksisen tunnelin kaivuu maksaa 150€/m³ → 5.2 M€/km.  (Tuo on puolet moottoritietunnelin hinnasta, joka julkaistu hinta sisältää muutakin kuin vain reijän kivessä.)

Posivan Onkalon kustannukset puolen kilometrin syvyyteen sisältäen noin 5 kilometriä viistoa ajotunnelia + pystykuiluja + käsittelyluolia raakapintana on noin 60 M€. Puhtaana valistuneena arvauksena siis lähes puolet hinnasta tulee vinosta ajotunnelista.

Tekemällä 10 tai 20 kilometriä tunnelia (spiraalia) joka palaa aina välillä pystykuilun lähelle (mahdollistaen tunnelilouheen siirto hissillä esim. 200 metrin tasojen välein ylös, eli 10% vinoudella 2 km välein) pitkän umpiperän louhepoisto helpottuu tehden hommasta edullisempaa.

Kun ajotunneli ja hissikuilu on saatu kilometrin syvyyteen, on projektin aloitusinfran kustannukset luokkaa 150 M€ (reilu tuplat Onkalon hinnasta, mutta niin on syvyyskin.)

Vasta sitten päästään rakentamaan laitosluolia, vesikuiluja, sähkökuiluja..

Homman halvin osus on tehdä pysty tai hieman vino kuilu jota pitkin vesi virtaa.  Sen saa helpoimmin nostavalla aarporaustekniikalla ("Raise Borer",) jossa ylhäältä porataan 200-300 mm pilottireikä (pystyyn/hieman vinoon) ja kun se on saavuttanut pohjatasoon tehdyn luolan, terä (ja joskus myös poraputki) vaihdetaan malliin, jolla reikä avarretaan (aarporataan) haluttuun kokoon. Kivimurske putoaa avarrusterän läpi alas kun terää vedetään ylös samalla sitä pyörittäen. Murske poistetaan alakautta.  Vielä halvempaa on tehdä ilmastointikuiluja: Porataan reikää isoläpimittaisella terällä (600mm) joka tuo kivimurskeen poraliejun mukana ylös.

Pilottivaiheen hissikuilun teko tai syventäminen tällä tekniikalla on myös mahdollista. Ajotunneli liittyy hissikuiluun 100 metrin korkeustasojen välein, mutta alaspäin kaivettaessa louhe ajetaan edelliseen avattuun tasoon asti mahdollistaen aarporan käytön alemmalla tasolla samalla kun hissi toimii ylempänä.

Outokummun syvälaboratorion porannut Venäläinen valtionyhtiö Nedra velotti 7M€ tehdessään 220 mm läpimittaisen reijän 2516 metrin syvyyteen.  Siis noin 2.8M€ per kilometri.  HInta on melko vertailukelpoinen öljynporausreikien kanssa.

Pystyjen vesikuilujen poraus, avarrus ja vuoraus betonilla ja teräksellä maksaa siis 5-20M€ kappale.  Ehjään graniittiin saattaa olla mahdollista tehdä kuilu ilman vuorausta, etenkin kuivaa käyttöä varten -- alasäiliöissä oleva ilma pitää päästää pois samaa tahtia kuin vettä tulee sisään / sinne pitää ajaa ilmaa kun vettä pumpataan pois.  Tarvitaan siis pari isoa ilmakuilua (koneikkojen määrän suhteessa) jotka todennäköisesti voivat olla vuoraamattomia. Lisäksi tarvitaan sähkökaapeloinnin pystynousu jossain muualla kuin hissikuilussa.

Kilometrin syvyydessä vesipaine on 100 Bar, silloin putken ja vuorauksen pitää olla myös hyvin tuettua turbiiniin ja pumppuun asti.

Alasäiliöluola maksanee 40€/m³, kun louhe on helposti kuljetettavissa hissille ja tarvittavat viimeistelyt ovat helppoja.  Miljoonan kuution säiliö maksaa silloin noin 40M€.  (Maan pinnalla noin 15M€.)

Turbiinit, pumput ja generaattorit

Hinta 100 MW systeemille noin 50M€ (Stetson-Harrison).

Yhdellä nousuputkella saadaan syötettyä esim. 4 koneikkoa ja säiliötä.

Yhden koneikon koko on luokkaa 15x30x80 metriä (korkeita!) joten asennusluolan tilavuus on luokkaa 0.14 Mm³ ja hinta noin 20M€. (Tai vain 5M€.)

Perusinfra tukemaan kilometrin syvyydessä tehtäviä rakenteita: 150M€

Laitosryhmä 100 MW turbiinein yhden nousuputken takana:

• 1 nousuputki: 20M€
• 4 koneikkoa: 220M€
• 2 miljoonan kuution säiliötä: 80M€  (6h täydellä teholla)

Yhteensä noin 320M€ + infran osuus   / 400MW

Yksi laitosryhmä: 320M€ + 150M€ = 470M€
Tehokapasiteetti 400 MW * 6 tuntia = 2.4 GWh
Tehokapasiteetin hinta:  200k€/MWh = 200€/kWh

Kolme laitosryhmää: 3*320M€ + 150M€ = 1110M€.

Tehokapasiteettia on kaikkiaan 1200 MW * 6 tuntia = 7.2 GWh.
Tehokapasiteetin hinta: 80k€/MWh = 80€/kWh

Kapasiteetin ajallisen keston kasvattaminen vaatii vain varastotankin laajentamista, jota voi tehdä vaiheittain.  Tehon kasvattaminen vaatii lisää turbiineja ja pumppuja, joita niitäkin voi lisätä vaiheittain.

Fairbanksin kaupunki-UPS:in tehokapasiteettikustannus (7 minuutin käyntiajalle!) on noin USD 7.6 M/MW/h, eli noin 40-100 kertainen painovoima-akkuun nähden.

Tokikaan Fairbanksin kaupunki-UPS ei ole tarkoitettu pitkään ajoon, vaan antamaan aikaa käynnistää isot varavoimadieselit ja silloinkin melko harvaan käyttöön (kymmeniä, ei satoja kertoja vuodessa.)

Minkä järven rannalle?

Tämä systeemi ei tarvitse järviä säännöstelyaltaikseen. Sille kelpaa vaikkapa Suomenlahti (Itämeri.)

---

Syöttödataa kustannusarvioinnin Stetson-Harrison menetelmälle:

Päijänne-tunneli:

Päijänteen Asikkalanselältä Vantaan Silvolan tekojärveen johtava ainakaan maailman pisin yhtenäinen kalliotunneli; pituus 119,6 km, leveys 3,80 m ja korkeus 4,75 m , poikkileikkauspinta-ala 12-16 neliömetriä. Tunnelin louhintatyö alkoi 15.12.1973 ja se vihittiin käyttöön elokuun 22. päivänä 1982.   Tunnelin valmistumisen aikaan vuonna 1981 kustannukset olivat 530 miljoonaa markkaa, eli noin 200 miljoonaa euroa vuoden 2008 hintatasoon muutettuna (PSV 2008). Korjausprojektit noin 40 Meur  →  2.0 Meur/km. Alkuperäisen tunnelin hinta on siis noin 130€/m³.

Helsinki kehärata noin 202 Meur/7.9 km = 25 Meur/km -- 2 rinnakkaista tunnelia @ 7.5 x 8-9 metriä. Noin 14 Meur/km per tunneli -- jonka poikkipinta-ala on  4-6 kertaa isompi kuin Päijännetunnelissa.  Radan ja asemien hintaa ei ole eroteltu, 

Vuosaaren Kehä-III tunneli 1.5 km, 2 kpl 2-kaistaista autotunnelia, 43 Meur   → 14 Meur/km

Savio-Vuosaari rautatietunnelit: 13.5 km, 200 Meur josta ehkä puolet tunnelia → 7.4Meur/km

Lohjan moottoritiellä tunneliparin hinta noin 20Meur/km -- tai noin 10Meur/km/tunneli.

Fermilab 4.8 km 3.66m TBM tunnel: circa  $8.1M / 1997 →   1.3 Meur/km

Fermilab 4.8 km 4.88 m TBM tunnel with segmented lining: circa $28M/1997 → 5 Meur/km

Työvoiman hinta on 30-40% kokonaishinnasta

NordKalk:n kalsiittirikaste (louhitaan Paraisilla tai Lohjalla maan alta erittäin rikkaasta kalsiittimalmista) viljelijälle toimitettuna: 15€/tonni Tiheydellä 2.3kg/dm³  tuo tarkoittaa kuutiometrihintaa noin 35€.

TV-viihteen laaturesurssihypoteesi

Minulla on olo, että TV-viihteessä on rajallinen laaturesurssi jota jaetaan yhä useampiin ohjelmiin/sarjoihin yhä ohuempana kerroksena täyttämään "digitaalisen osingon" lisäämiä jakelukanavia.  Tässä "enemmän on parempi" ei toteudu -- ohuempi on huonompi.


Katsotaanpa:

1970		2 kanavaa Suomessa, lähetystä jopa 6 tuntia päivässä.
1980		3 kanavaa Suomessa, lähetystä jopa 10 tuntia päivässä. Kaapeli-TV alkoi levitä kaupungeissa, satelliiteissakin tarjontaa
1990		Neljäs kanava Suomessa, satelliittijakelua laajalti, lähetystä aamusta yöhön, testikuvaa ei juuri koskaan.
2000		Digitalisointi, kanavanippuja, lähetys 24/7, paljon kanavia...

Paljon näyttää alkuaikojen MTV3:n "teemme hyvää tulosta mainosmarkkinoilla"  menestys käyneen perusteluna tulla mainosmarkkinoille lisäkanavilla.  Valitettavasti kuitenkin:

• Katsojia ei ole aiempaa merkittävästi enempää
• Ohjelmien tekeminen ei ole yhtään aiempaa halvempaa
• Kaukosäädin on keksitty

Jos yhtään mikään ärsyttää katsojaa kanavalta tulevassa ohjelmassa, kaukosäätimeen tartutaan sekunneissa ja kanava vaihtuu, eikä takaisin tulla ainakaan heti.

Minua ärsyttää suunnattomasti mainosmateriaalin äänitason poikkeavuus siitä ohjelmasta mihin ne oli upotettu, eikä käytäntö näy korjautuneen 30 vuoden aikana...  Koskapa itsekin reagoin "valoa nopeammin" kanavaa vaihtaen noissa mainoskohdissa, ohjelma jota kiusataan moisilla pitää olla poikkeuksellisen kiinnostava että se ei menetä katsojaansa.

Meillä on nyt siis neljän kanavan tilalla noin 40 (50?), mutta katsojia ei ole mistään tullut kymmenkertaista määrää (täällä pitäisi olla 60 miljoonaa asukasta.)

Katsojapopulaatio ei toki ole jakautunut tasan kanavien kesken, vaan "neljä suurta" saa valtaosan kaikesta ja loput vaihtelevia määriä.  Lisäksi samaa kanavaa lähetetään sekä SD että HD muodossa niin että ehkä kanavia onkin vain 20-30 kpl..

Mutta...  Aivan kuten 1990 luvulla satelliitti-maksu-tv:t lähettivät samaa ohjelmaa kolmella-neljällä kanavalla porrastettuna tunnin välein, niin nykyisin sama ohjelma lähetetään uudestaan muutamaa tuntia myöhemmin, tai seuraavana päivänä. Usein sarjoja lähetetään usea jakso peräkkäin myöhäisillan/yön aikana.

Kaikki tämä on yritys saada ohjelmille katsojia ja siten mainostajille näkyvyyttä - tuollainen tv-sarjan esitys monta jaksoa perä jälkeen on toki sen sarjan faneille (kaikelle varmasti sellainenkin löytyy) tietysti houkuttelevaa nauhoittaa se kaikki, mutta...  kun se on kovalevyllä, niin mainosten ohittaminen pikakelauksella on entistä helpompaa devaluoiden mainosten arvoa -- ja nauhoitettu mainos on muutenkin niitä "mennen talven lumia".

Siispä kun markkinat eivät oikeasti ole kasvaneet ja samalla katsojapopulaatio on entistä pirstoutuneempi ja tekniikan kehittyessä myös nirsompi, millekään kanavalle ei ole perusteltua käyttää entistäkään määrää rahaa ohjelmatuotantoon/hankintaan, vaan pitää saada:

• Mahdollisimman halvalla
• Mahdollisimman runsaasti tunteja
• Vaikka ajaen uusintoja

Tyypillisesti laatuohjelman hankintahinta (ja varsinkin oma tekeminen) on kallista, siksi niitä on ohjelmistossa vain vähän.  Mitä sitten lopuille tunneille?  Mahdollisimman halpaa!

Valitettavasti vanha maksimi toimii tässä: "Haluat hyvää ja halpaa?  Osta molemmat."

Se kertoo epäsuorasti myös olettaman, että halpa ei ole hyvää.

Mitä tekevät ne tärkeät katsojat? 

Valitettavasti he eivät pysy istumassa telkkarin äärellä.

USA:ssa on alkanut levitä ilmiö nimeltä "Zero-TV", joka tarkoittaa ihmisiä joilla ei ole TV:tä ollenkaan, vaan katsovat heitä kiinnostavat ohjelmat verkosta -- ehkä muutamaa päivää myöhemmin, kuin niiden ensi-esitys TV-jakelussa ja usein ilman mainoksia. Tällaisten katsojien osuuden merkittävä kasvaminen luonnollisesti huolettaa ohjelmien esittäjiä ja tekijöitä.

Insinörtti koki itse TV-vierotuksen muutama vuosi sitten kun laite särkyi ja tuli ajankohtaiseksi pohtia että: a) korjautanko sen, b) ostanko uuden, c) lopetanko koko toosan katselun.  Kustannus/hyöty analyysi päätyi havaintoon että vaikka telkkari oli kotona auki esittämässä jotain, se oli vain taustameluna, eikä pääsääntöisesti ollut koskaan ensisijaisesti katsottuna, vaan englanninkielisten ohjelmien osalta pääosin kuunneltuna. Valitsin siis katselun täyden lopettamisen.

Vähät katsomiset tapahtuvat tuohon Zero-TV:n tapaan - verkosta, sinäputkesta, jne.  Mainosten pakkosyöttö useilla kotimaisillakin netti-videosaiteilla on aikaansaanut myös reaktion: "pitäkää videonne" -- siis sen paremmin mainosta kuin sitä alkuperäistä videota ei tule katsottua, eikä kyseiselle saitille muutenkaan palattua useampaan viikkoon.  Yhden mainoksen vielä sietäisin, mutta kun alkaa toinen, kilahtaa "sulje selain" nappi.

Gene Roddenberryn Star Trek:eissä taustatarinassa selitettiin, miksei miehistö katsellut vapaa-aikanaan telkkaria.  "Ihmiset ovat 2600 luvulla niin henkistyneet, ettei sitä enää harrasteta."   Tuo saattaa tapahtua jo 2000 luvulla ihan vaan siksi, että ihmiset ärsyyntyvät tarpeeksi ja hakevat sankoin joukoin jotain vähemmän typerää, joka vähentää TV-bisneksen rahavirtoja, näivettää ohjelmatuotantoa ja kuolemanspiraali pyörii vinhempaa...

Space Cadet keyboard

Tuo lause on vanhaa tietokonenörttien slangia ja tarkoittaa tietokoneen näppäimistöä jossa on paljon ylimääräisiä näppäimiä aakkosten ja numeroiden lisäksi.

Ne olivat tällaisia, ylemmällä versiolla kykeni antamaan noin 8000 erilaista merkkiä, alemmalla "vain" noin 2000. Monet näppäinyhdistelmät kaipasivat kolmatta tai neljättä kättä, sellaisten puuttuessa usein myös nenä kävi näppäimen painamiseen.

http://world.std.com/~jdostale/kbd/SpaceCadet.html

http://catb.org/jargon/html/S/space-cadet-keyboard.html

Silloin kun nuo tehtiin ja olivat aktiivisessa käytössä, "hiiri" oli pieni jyrsijä ja käyttöliittymägrafiikkan korkeaveisu oli LIFE-simulaattori, tai Asteroids-peli.


Kauan sitten minä opin että PC:ssä on 98 näppäintä, mutta niitä onkin nykyisin 105 tai 107!
Vaikka niillä ei olekaan hauskoja nimiä kuten Space Cadetissa, niin ne toimivat melko lailla samoin - tai no, ei noita F- ja W- näppäimiä voi käyttää shiftin tapaan, vaan niitä pitää tökkiä erikseen. Olisihan se kokolailla kornia, jos saisi koneessa käynnistymään pääsiäismunan, kun painaa yhtä aikaa Ctrl-L + W-L + Alt Gr + W-R + Ctrl-R + Home   ....

Unohdetaan karkaussekunnit?

Keväällä oli ACM:n (Association for Computing Machinery - "Laskentalaiteseura") lehdessä artikkeli siitä, miten karkaussekunnit vaikuttavat tietojärjestelmien toimintaan.

Tässä ei kuitenkaan ole kyse kesäajasta.

Mitä ovat karkaussekunnit?

Karkaussekunnit otettiin käyttöön 1972, kun maailman aikarefrenssiä alettiin ylläpitää atomikelloin ja todettiin että maapallo ei pyörikään samaa tahtia kuin mitä atomikelloilla ylläpidetty sekunti sanoisi. Maapallo muuttelee pyörimisnopeuttaan välillä hidastuen, välillä kiihtyen. Tätä maapallon todellisen pyörimisnopeuden ja atomikellojen ajan välistä eroa päätettiin hallita karkaussekunnilla, jolloin vuodessa voi olla kesäkuun tai joulukuun viimeisen päivän viimeisenä minuuttina jokin seuraavista sekuntimääristä: 59, 60, 61.


Maapallon pyörimisnopeuden vaihtelussa on kyse pyörimismomentin säilymisestä massajakauman muuttuessa. Tämä on sama ilmiö, kuin piruettia pyörivä taitoluistelija jonka nopeus vaihtelee riippuen käsien asennosta lähellä tai kaukana vartalosta.

Kun pohjoisen pallonpuoliskon talven aikana pohjoisille leveysasteille (Siperiaan, Kanadaan, Fennosskandiaan) kertyy lumipeite, se massa siirtyy pohjoisilta meriltä hiukan etäämmäs pyörimisakselista ja siksi sen pyörimismomentti on alempi, kuin samalla leveysasteella haihtunut vesi ja satanut lumi. Keväällä lumien sulaessa vesi virtaa etupäässä pohjoiseen - lähemmäs pyörimisakselia. Tätä tasapainottaa päiväntasaajan suunnalta pohjoiseen talvella siirtyvä vesimassa (sekä merissä, että sateina), joka siis siirtää pyörimismomenttia lähemmäs pyörimisakselia. Muitakin massajakaumaa muuttavia mekanismeja on, alkaen tekojärvistä.


Tähän mennessä tätä siirtymää on 40 vuoden aikana ollut +12 sekuntia. Jos tahti jatkuu, siirtymä saavuttaa 1800 sekuntia (30 minuuttia) noin 6000 vuoden päästä, jolloin mahdollinen aikavyöhykkeiden vaihto tulisi ajankohtaiseksi. Tämä on laadultaan heikko ennuste, koska mittaustietoa on vain noin 50 vuoden ajalta ja ennusteen pitäisi kattaa yli 100 kertaisen ajanjakson, eikä kaikkia vaikuttavia parametreja tiedetä.

Jos katsotaan auringon ja kuun vuorovesivoimien vaikutusta maapallon pyörimisnopeuteen, arvioidaan että vuorokausi kesti miljardi vuotta sitten noin 6 nykyistä tuntiamme, eli pyörimisnopeutemme on hidastunut noin 65 sekuntia per miljoona vuotta (oletetaan tasaisen nopeuden hidastuminen). Vuoden pituus on muuttunut noin 24 sekuntia per vuosituhat. Aikaeroa siitä syntyy kuitenkin vain 12 000 sekuntia (3h20m) per vuosituhat.

Vuorovesivoimien vaikutus (etenkin kuun osalta) on kuitenkin jatkuvasti pienentynyt, joten hidastuminen ei ole enää näin nopeaa. Nykyinen hidastuminen vastaisi noin 300 sekunnin (5 minuuttia) aikamuutosta per vuosituhat.

Aikakäsitteet systeemeissä:

Tietokoneiden aika alkoi 1970 luvulla ja erilaiset laitteet ylläpitävät aikakäsitystään vaihtelevalla menestyksellä. Arkikäytössä riittää yleensä seinäkellon "kello on 15:45" tarkkuus, mutta lentoliikenteen turvallisuuslaitteissa alkaa nykyisin olla osia jotka eivät siedä missään tilanteessa sekunnin aikajakson käyttäytyvän mitenkään poikkeavasti - erityisesti kaikkien systeemien pitää olla samaa mieltä, missä lentokoneen tuleva paikka on ja paikka määritellään aikaleimalla + suunnalla + paikkatiedolla. Paikkaennuste heittää 200-300 metriä per jokainen aikavirheen sekunti, joka voi erottaa ohituksen ja törmäyksen toisistaan.

Kuten artikkeli kertoo, karkaussekunnit tuntuvat aiheuttavan paljon enemmän ongelmia, kuin kahdesti vuodessa muutettavat kesä-/normaaliaika vaihdot. Mahdollisesti siksi, että karkaussekunteja on kovin harvoin ja tietojärjestelmien eliniät eivät välttämättä sisällä kuin yhden, jonka aikana tapahtuu tämä säätö. Tietojärjestelmien ohjelmistojen laadunhallinnalle on paljon vaikeampaa käsitellä asiaa joka tapahtuu harvoin ja silloinkin vaihtelevilla tavoilla, kuin asiaa joka tapahtuu kahdesti vuodessa.

Siksi ITU-R:ssä onkin ehdotus, että on aika luopua karkaussekunneista ja antaa aurinkoajan vaeltaa suhteessa atomikelloaikaan. Jossain vaiheessa tulee olemaan tarve vaihtaa aikavyöhykkeitä maapallolla, mutta niiden siirtely kerralla tulee olemaan helpompaa, kuin karkaussekuntien lisäys/poisto. Heilutellaanhan nytkin aikavyöhykkeitä ja kesäaikoja poliittisin päätöksin, olivatpa ne kuinka hyviä tai huonoja perusteiltaan.