• Kapitel 1 – Inledning. I det inledande kapitlet presenteras bakgrunden till ochsyftet <strong>med</strong> examensarbetet samt ett avsnitt om metod. Här beskrivs även kortVattenfall som företag samt hur vattenkraft fungerar.• Kapitel 2 – Teori. Det andra kapitlet beskriver den teori, både teknisk ochsocioteknisk, som examensarbetet vilar på.• Kapitel 3 – Teknisk lösning. I det tredje kapitlet presenteras resultaten kringdet program som konstruerades under arbetets gång.• Kapitel 4 – Kameraövervakningssystemets kontext. Här presenteras denjuridiska kontext som omger vattenståndsövervakning vid vattenkraftverk.• Kapitel 5 – Diskussion. I det femte kapitlet diskuteras de resultat som framkomunder examensarbetet• Kapitel 6 – Slutsatser. De övergripande slutsatserna som examensarbetetresulterade i sammanfattas.• Kapitel 7 – Förslag på fortsatt arbete. Förslag på fortsatt arbete i anslutningtill examensarbetet presenteras.• Bilaga 1 – Användarhandledning för programmet. Beskriver hur detframtagna programmet ska användas.• Bilaga 2 – MATLAB-kod. Koden som utgör programmet.7
2 TeoriSom beskrivits i syftet var examensarbetet tudelat. Nedan beskrivs dels den teoridemonstrationsprogrammet baseras på, dels den sociotekniska teori som resulterade i enutredning av de juridiska omständigheterna kring vattenståndsövervakning.2.1 Interpolation och regressionDen matematiska modell som ligger till grund för demonstrationsprogrammet baseraspå kurvanpassning. Programmet testades för fyra olika kurvanpassningsmetoder: linjäroch kvadratisk regression samt två interpolationsmetoder.Interpolation är ett samlingsnamn för metoder att för en diskret datamängd hitta ettpolynom P (x)av högst grad n så att P ( x i) = yidär i = 0,1,..., n . 5 Om två punkter iplanet, ( x1,y1)och ( x2 , y2) där x1! x2, binds samman <strong>med</strong> en linje går denna attbeskriva <strong>med</strong> ett unikt förstagradspolynom. Vilken form polynomet presenteras på haringen betydelse, det beskriver alla samma unika räta linje. Polynomet kallas förinterpolationspolynomet. Resonemanget går att applicera på fler än två punkter. 6Ett sätt att beskriva interpolationspolynomet i det allmänna fallet är på Lagrangeformenn!P( x)= f ( x ) L ( x)(1)k = 0kk( x ! x0)(x ! x1)...( x ! xkLk( x)=( x ! x )( x ! x )...( x ! xk0k1k! 1k ! 1)( x ! xk+)( x ! xk1)...( x ! xn))...( x ! xk + 1kn)(2)Lk ( xk) = 1, Lk( xi) = 0 för i ! k( n+1)Remainder term R(x)= f ( x)! P(x)= ( x ! x )( x ! x )...( x ! x ) f ( ) /( n 1)!där " ! ( a,b)om x x , x ,..., x ! n[ a,].,1 2b0 1n" +Oftast beskrivs interpolationspolynomet inte på Lagrangeformen utan på formen3x ! 2x ! 5 eller motsvarande. 7 Under examensarbetes gång testades två olikainterpolationsmodeller: styckvis linjär interpolation och kubisk splineinterpolation.Termen spline kommer från skeppsbyggeriet där en elastisk linjal i trä eller metallanvändes som hjälp<strong>med</strong>el för att rita avrundade former. Alla splinefunktioner är formerav styckvis polynomiala interpolationer, tekniskt sett är även styckvis linjärinterpolation en splinefunktion. I matematisk litteratur kallas den ofta för linjärsplineinterpolation. För att undvika förvirring används här benämningen styckvis linjärinterpolation.5 Råde, Lennart & Westergren, Bertil, Mathematics Handbook for Science and Engineering, (Lund,2004), s. 3816 Moler, B. Cleve, Numerical computing with Matlab, (Philadelphia, 2004), s. 17 Ibid., s. 28