Evolving techniques for monitoring geotechnical risk on the Antrim Coast Road.

The interaction between problematic geology and environmental variables along the Antrim Coast Road results in frequent instances of geotechnical instability. During such instances of instability, mudslide debris encroaches on the carriageway posing a hazard to motorists, causing lengthily tailbacks. This paper examines some of the geotechnical and spatial analysis techniques currently being implemented to monitor slope stability on this key transport route.

Identification of Road Irregularities via Vehicle Accelerations

A periodic monitoring of the pavement condition facilitates a cost-effective distribution of the resources available for maintenance of the road infrastructure network. The task can be accurately carried out using profilometers, but such an approach is generally expensive. This paper presents a method to collect information on the road profile via accelerometers mounted in a fleet of non-specialist vehicles, such as police cars, that are in use for other purposes. It proposes an optimisation algorithm, based on Cross Entropy theory, to predict road irregularities. The Cross Entropy algorithm estimates the height of the road irregularities from vehicle accelerations at each point in time. To test the algorithm, the crossing of a half-car roll model is simulated over a range of road profiles to obtain accelerations of the vehicle sprung and unsprung masses. Then, the simulated vehicle accelerations are used as input in an iterative procedure that searches for the best solution to the inverse problem of finding road irregularities. In each iteration, a sample of road profiles is generated and an objective function defined as the sum of squares of differences between the ‘measured’ and predicted accelerations is minimized until convergence is reached. The reconstructed profile is classified according to ISO and IRI recommendations and compared to its original class. Results demonstrate that the approach is feasible and that a good estimate of the short-wavelength features of the road profile can be detected, despite the variability between the vehicles used to collect the data.

Dynamic axle force and road profile identification using a moving vehicle

The axle forces applied by a vehicle through its wheels are a critical part of the interaction between vehicles, pavements and bridges. Therefore, the minimisation of these forces is important in order to promote long pavement life spans and ensure that bridge loads are small. Moreover, as the road surface roughness affects the vehicle dynamic forces, the monitoring of pavements for highways and bridges is an important task. This paper presents a novel algorithm to identify these dynamic interaction forces which involves direct instrumentation of a vehicle with accelerometers. The ability of this approach to predict the pavement roughness is also presented. Moving force identification theory is applied to a vehicle model in theoretical simulations in order to obtain the interaction forces and pavement roughness from the measured accelerations. The method is tested for a range of bridge spans in simulations and the influence of road roughness level on the accuracy of the results is investigated. Finally, the challenge for the real-world problem is addressed in a laboratory experiment.

Review of João M. Cabrita, Mozambique. The Tortuous Road to Democracy.

Book review in Lusotopie, 2002, no.1 of João M. CABRITA, Mozambique. The Tortuous Road to Democracy, Basingstoke (G.-B.) et New York (E.U.A.), Palgrave (St. Martin’s Press), 2000, 311p., ISBN 0-333-92001-5.

The impact of hydrogeology on the instability of a road cutting through a drumlin in the North of Ireland

This paper describes the hydrogeological processes which caused unexpected instability and quick conditions during the excavation of a 25m deep cutting through a drumlin in County Down, Northern Ireland. A conceptual hydrogeological model of the cutting, based on pore pressures monitored during and after the excavation demonstrates how quick conditions at the toe of the cutting caused liquefaction of the till. Stability of the cutting was re-established by draining the highly permeable, weathered Greywacke which underlies the drumlin, through the use of a deep toe drain. In spite of this drainage, the cutting was only marginally stable due to the presence of a low permeability zone in the till above the bedrock which limits the reduction of elevated pore pressures within the upper to mid-depths of the drumlin. The factor of safety has been further improved by the addition of vertical relief drains at the crest and berm of the cutting to relieve the pore-pressures within the upper till by intercepting the weathered bedrock. The paper also highlights the importance of carrying out an adequate site investigation compliant with Eurocode 7 and additional monitoring in excavations in stiff, low permeability till.

Visible light communication systems for road safety applications

Esta tese apresenta um estudo exploratório sobre sistemas de comunicação por luz visível e as suas aplicações em sistemas de transporte inteligentes como forma a melhorar a segurança nas estradas. Foram desenvolvidos neste trabalho, modelos conceptuais e analíticos adequados à caracterização deste tipo de sistemas. Foi desenvolvido um protótipo de baixo custo, capaz de suportar a disseminação de informação utilizando semáforos. A sua realização carece de um estudo detalhado, nomeadamente: i) foi necessário obter modelos capazes de descrever os padrões de radiação numa área de serviço pré-definida; ii) foi necessário caracterizar o meio de comunicações; iii) foi necessário estudar o comportamento de vários esquemas de modulação de forma a optar pelo mais robusto; finalmente, iv) obter a implementação do sistema baseado em FPGA e componentes discretos. O protótipo implementado foi testado em condições reais. Os resultados alcançados mostram os méritos desta solução, chegando mesmo a encorajar a utilização desta tecnologia em outros cenários de aplicação.

Road traffic information platform for energy and emissions savings

Apesar das recentes inovações tecnológicas, o setor dos transportes continua a exercer impactes significativos sobre a economia e o ambiente. Com efeito, o sucesso na redução das emissões neste setor tem sido inferior ao desejável. Isto deve-se a diferentes fatores como a dispersão urbana e a existência de diversos obstáculos à penetração no mercado de tecnologias mais limpas. Consequentemente, a estratégia “Europa 2020” evidencia a necessidade de melhorar a eficiência no uso das atuais infraestruturas rodoviárias. Neste contexto, surge como principal objetivo deste trabalho, a melhoria da compreensão de como uma escolha de rota adequada pode contribuir para a redução de emissões sob diferentes circunstâncias espaciais e temporais. Simultaneamente, pretende-se avaliar diferentes estratégias de gestão de tráfego, nomeadamente o seu potencial ao nível do desempenho e da eficiência energética e ambiental. A integração de métodos empíricos e analíticos para avaliação do impacto de diferentes estratégias de otimização de tráfego nas emissões de CO2 e de poluentes locais constitui uma das principais contribuições deste trabalho. Esta tese divide-se em duas componentes principais. A primeira, predominantemente empírica, baseou-se na utilização de veículos equipados com um dispositivo GPS data logger para recolha de dados de dinâmica de circulação necessários ao cálculo de emissões. Foram percorridos aproximadamente 13200 km em várias rotas com escalas e características distintas: área urbana (Aveiro), área metropolitana (Hampton Roads, VA) e um corredor interurbano (Porto-Aveiro). A segunda parte, predominantemente analítica, baseou-se na aplicação de uma plataforma integrada de simulação de tráfego e emissões. Com base nesta plataforma, foram desenvolvidas funções de desempenho associadas a vários segmentos das redes estudadas, que por sua vez foram aplicadas em modelos de alocação de tráfego. Os resultados de ambas as perspetivas demonstraram que o consumo de combustível e emissões podem ser significativamente minimizados através de escolhas apropriadas de rota e sistemas avançados de gestão de tráfego. Empiricamente demonstrou-se que a seleção de uma rota adequada pode contribuir para uma redução significativa de emissões. Foram identificadas reduções potenciais de emissões de CO2 até 25% e de poluentes locais até 60%. Através da aplicação de modelos de tráfego demonstrou-se que é possível reduzir significativamente os custos ambientais relacionados com o tráfego (até 30%), através da alteração da distribuição dos fluxos ao longo de um corredor com quatro rotas alternativas. Contudo, apesar dos resultados positivos relativamente ao potencial para a redução de emissões com base em seleções de rotas adequadas, foram identificadas algumas situações de compromisso e/ou condicionantes que devem ser consideradas em futuros sistemas de eco navegação. Entre essas condicionantes importa salientar que: i) a minimização de diferentes poluentes pode implicar diferentes estratégias de navegação, ii) a minimização da emissão de poluentes, frequentemente envolve a escolha de rotas urbanas (em áreas densamente povoadas), iii) para níveis mais elevados de penetração de dispositivos de eco-navegação, os impactos ambientais em todo o sistema podem ser maiores do que se os condutores fossem orientados por dispositivos tradicionais focados na minimização do tempo de viagem. Com este trabalho demonstrou-se que as estratégias de gestão de tráfego com o intuito da minimização das emissões de CO2 são compatíveis com a minimização do tempo de viagem. Por outro lado, a minimização de poluentes locais pode levar a um aumento considerável do tempo de viagem. No entanto, dada a tendência de redução nos fatores de emissão dos poluentes locais, é expectável que estes objetivos contraditórios tendam a ser minimizados a médio prazo. Afigura-se um elevado potencial de aplicação da metodologia desenvolvida, seja através da utilização de dispositivos móveis, sistemas de comunicação entre infraestruturas e veículos e outros sistemas avançados de gestão de tráfego.

The impact of biofuels for road traffic on air quality : a modelling approach

The selection of the energy source to power the transport sector is one of the main current concerns, not only relative with the energy paradigm but also due to the strong influence of road traffic in urban areas, which highly affects human exposure to air pollutants and human health and quality of life. Due to current important technical limitations of advanced energy sources for transportation purposes, biofuels are seen as an alternative way to power the world’s motor vehicles in a near-future, helping to reduce GHG emissions while at the same time stimulating rural development. Motivated by European strategies, Portugal, has been betting on biofuels to meet the Directive 2009/28/CE goals for road transports using biofuels, especially biodiesel, even though, there is unawareness regarding its impacts on air quality. In this sense, this work intends to clarify this issue by trying to answer the following question: can biodiesel use contribute to a better air quality over Portugal, particularly over urban areas? The first step of this work consisted on the characterization of the national biodiesel supply chain, which allows verifying that the biodiesel chain has problems of sustainability as it depends on raw materials importation, therefore not contributing to reduce the external energy dependence. Next, atmospheric pollutant emissions and air quality impacts associated to the biodiesel use on road transports were assessed, over Portugal and in particular over the Porto urban area, making use of the WRF-EURAD mesoscale numerical modelling system. For that, two emission scenarios were defined: a reference situation without biodiesel use and a scenario reflecting the use of a B20 fuel. Through the comparison of both scenarios, it was verified that the use of B20 fuels helps in controlling air pollution, promoting reductions on PM10, PM2.5, CO and total NMVOC concentrations. It was also verified that NO2 concentrations decrease over the mainland Portugal, but increase in the Porto urban area, as well as formaldehyde, acetaldehyde and acrolein emissions in the both case studies. However, the use of pure diesel is more injurious for human health due to its dominant VOC which have higher chronic hazard quotients and hazard indices when compared to B20.

40th Anniversary of Bible Way Church of Atlas Road

This proclamation from Governor Mark Sanford proclaims November 7 9, 2003, as the 40th Anniversary of Bible Way Church of Atlas Road.