Fv. 7900 ved Holmbuktura sørøst for Tromsø. Den skredutsatte strekningen har et radarvarslingssystem, og de seneste vintersesongene har også bruken av fiberoptiske kabler blitt testet for å detektere skred og trafikk. Foto: Statens vegvesen
Trafikanter er utsatte i de områdene av landet vårt som jevnlig rammes av snøskred. Langs norske veier kjenner vi til om lag 1 500 snøskredpunkter.
Med klimaprognoser som varsler om et varmere og våtere klima i årene som kommer, ligger forholdene til rette for økt snøskredaktivitet, også i områder som ikke tidligere har vært utsatt for snøskred. Det kan i verste fall resultere i flere tap av liv i trafikken, økt hyppighet av stengte veier og et større behov for opprydning av snødekte veier.
En del av løsningen for samfunnet vil sannsynligvis innebære økt satsing på sikringstiltak som støtteforbygninger, sikrings-, fang- og ledevoller, eller skredoverbygg. Men slike tiltak koster og vil kun sikre kortere strekninger.
Kan teknologien komme oss til unnsetning med kostnadseffektive løsninger for varsling som kan dekke milelange veistrekninger?
Utnytter eksisterende infrastruktur
Én mulig løsning basert på bruken av eksisterende nedgravde telekommunikasjonskabler har blitt testet langs Fv. 7900 Holmbuktura, en times kjøretur sørøst for Tromsø, de tre seneste vintrene.
Strekningen er skredutsatt. Data fra Statens vegvesen viser at det i snitt går 2,5 snøskred per år som treffer veien som går langs fjorden.
Sammen med Norconsult og Alcatel Submarine Networks fikk NORSAR i 2022 tilslaget om søknaden til et innovasjonsprosjekt lagt frem av Troms fylkeskommune.
– Vi har forsøkt å vise at vi både kan detektere snøskred og trafikk. Det er viktig å vite om det har gått et skred langs strekningen, men vel så vesentlig er informasjon om det har kjørt biler inn i skredområdet, forteller Guro Svendsen, seniorforsker i NORSAR.
Systemet tar i bruk en teknologi kjent som distribuert akustisk måling (DAS). Svendsen forklarer at det benyttes et optisk instrument kalt interrogator, som ved å sende lys (laserpulser) inn i kabelen som går under bakken langs veien, kan omgjøre den til et nettverk av sensorer.
– Små urenheter i fiberen vil reflektere noe av lyset tilbake. DAS gir oss informasjon om hvor refleksjonen kommer fra, og samtidig om fiberen har vært utsatt for rystelser som trykker den sammen eller strekker den.
Kan skille skred og trafikk
Disse ørsmå endringene i kabelens lengde gir et vell av data om vibrasjoner i grunnen, og forskerne kan skille kildene til vibrasjonene ved å se på signalenes karakteristikk. Dette gjør at de kan se om rystelsene er forårsaket av for eksempel en fotgjenger, en bil, eller et snøskred.
Seniorforskeren opplyser at det i all hovedsak er tre faktorer forskerne ser på.
– Intensiteten, eller styrken, av signalet, er grunnkriteriet for å skille trafikk fra skred. Et skred vil skape et mye kraftigere signal enn alle former for trafikk. Vi kan deretter se på frekvensresponsen, som også er betegnende for hva som er kilden.
Den siste faktoren ser på signalets utbredelse i rom og tid. Et snøskred vil treffe kabelen momentant og gi et plutselig utslag over et større område. En bil gir et signal som beveger seg gradvis langsmed veien (som illustrert i diagrammene).
Med tre fullførte vintersesonger og ti registrerte snøskred har prosjektdeltakerne fått god forståelse for hvordan de skal tolke fiberdataene. De har blant annet sett at signalene varierer med sesongene. En hendelse påvirker fiberen ulikt på våren enn midtvinters eller om sommeren. De har også lært seg å skille trafikkgenererte signaler fra hverandre: en snøplog gir en ganske annen respons i fiberen enn en personbil eller en motorsykkel.
Fiber versus radar
Svendsen opplyser at den skredutsatte strekningen allerede har fungert som et operativt varslingsanlegg for snøskred siden 2019 i form av radarinstrumentering. Også radar kan hjelpe oss å varsle snøskred ved å registrere bevegelser i skredløpene de er siktet inn mot.
Det er radarsystemet som i dag styrer trafikklysene langs veistrekningen, og om den registrerer et skred, vil trafikklysene stanse inngående trafikk samtidig som en melding sendes til vegtrafikksentralen.
Ifølge Svendsen kan radarmålinger og bruk av fiberoptiske kabler i noen tilfeller utfylle hverandre fordi de har ganske forskjellige virkemåter.
– Det er flere faktorer som taler for at fiber kan være en verdifull teknologi for å varsle snøskred. For eksempel gir bruken av kabel mer fleksibilitet til å overvåke lengre strekninger og strekninger som ikke er rette, men svinger seg langs terrenget.
En radar vil heller ikke alltid kunne si med sikkerhet om et snøskred faktisk har truffet veien, eller om det stoppet høyere opp. Radaren er ikke god på å skille store snømasser fra en puddersky, der sistnevnte gjerne faller lenger ned i terrenget. Radaren er dermed heller ikke ufeilbarlig i dårlig vær. Mye vind og snø i lufta kan trigge en falsk alarm.
Én faktor som taler til fordel for bruk av radar, er det faktum at de som regel sikter seg inn på skredutløsningsområdene og skredløpene ovenfor veien. En radar vil dermed som regel registrere et snøskred før de fiberoptiske kablene rystes tilstrekkelig til å gi en respons.
Men det er altså mye som tyder på at bruken av fiber vil være overlegent bruken av radar i fremtidens overvåkningssystemer (eller at de bør brukes komplementært). For signalene som vi kan hente ut av kablene i bakken gir ikke minst mer pålitelig informasjon om trafikken i området.
– Radar kan til en viss grad telle kjøretøy, men er begrenset til å se bevegelser mot eller fra instrumentet. Med fiber registrerer vi all trafikk, poengterer Svendsen.
Pålitelig informasjon om hvorvidt det har gått trafikk inn i et skredområde, er til svært stor nytte for redningsmannskaper.
Klar for oppskalering
NORSAR-forskeren fremholder at prosjektpartnerne er klare for å ta steget videre og gjøre systemet mer operativt. Hun håper at de for den kommende vintersesongen kan koble anlegget opp mot vegtrafikksentralens systemer slik at fremtidige varslinger vil basere seg på informasjon fra fiberen.
Svendsen mener systemet har vist seg såpass robust at det kan og bør oppskaleres til flere utsatte strekninger i landet vårt.
– Teststrekningen er på 1,5 km, men det vil ikke være noe problem å bruke fiberoptiske kabler på strekninger opptil 150 km. Jo lengre strekninger, desto rimeligere blir denne løsningen sammenliknet med andre løsninger.
Det er verdt å merke seg at Norge er et foregangsland vedrørende uttesting av denne type teknologi langs bilveier. Svendsen nevner Sveits og Østerrike som eksempler på andre land som har testet bruken av fiberoptiske kabler, men da i forskningsøyemed relatert til økt kunnskap om skreddynamiske prosesser. Den anvendte forskningen rettet mot trafikksikring, er nybrottsarbeid i internasjonal sammenheng.
Én utfordring prosjektpartnerne ser for seg ved en eventuell oppskalering er imidlertid at de fiberoptiske kablene som ligger på kryss og tvers rundt om i landet vårt er en samfunnskritisk del av landets infrastruktur. Det innebærer at forskerne selv ikke har informasjon om hvor fiberlinjene går.
Det kan imidlertid argumenteres for at like samfunnskritisk som telekommunikasjonskabler, er sikre ferdselsårer i landet vårt. Løsningen som nå er godt utprøvd i Troms har vist seg å være pålitelig, effektiv og rimelig, og det bør være all grunn til å tro at en fremtidig oppskalering av systemet vil få myndighetenes velsignelse. Det er selvfølgelig også fullt mulig å installere dedikerte fibre for formålet, men å bruke eksisterende kabler er rimeligere.
Så skal vi ikke glemme at norske veier utsettes for mer enn bare snøskred. Sørpeskred, jordskred og steinsprang er også farer som jevnlig truer veier i kuperte områder.
– Fiber bør også være godt egnet for å kunne detektere andre typer skred. Slike hendelser vil helt klart dukke opp i dataene der vi gjør målinger. Dette er noe vi er veldig interessert i å se nærmere på, men da er vi avhengig av å få en oppdragsgiver og en teststrekning, avslutter Guro Svendsen.
