enok/src/klima/epw.rs

//! Leser EnergyPlus Weather (EPW) og gir 8760 timesverdier.
//!
//! Feltnumre følger EPW-spesifikasjonen (0-basert etter de åtte headerlinjene):
//! 6 tørrkuletemperatur °C, 7 duggpunkt °C, 8 relativ fuktighet %, 9 lufttrykk Pa,
//! 12 horisontal infrarød stråling W/m², 13 global horisontal W/m², 14 direkte normal W/m²,
//! 15 diffus horisontal W/m², 20 vindretning °, 21 vindhastighet m/s.

use crate::{Result, TIMER};
use anyhow::{bail, Context};
use std::path::Path;

/// Gjør bytene i en EPW-fil om til tekst.
///
/// EPW-filer er ikke UTF-8. Stedsnavn skrives i Latin-1, så «Indre Østfold» kommer som
/// byten 0xD8 der Ø skal stå. Tolket som UTF-8 blir navnet ødelagt, og da slår ikke
/// klimakorrigeringsfaktoren til, siden den slås opp på stedsnavnet. Filen leses derfor
/// som UTF-8 når den er gyldig UTF-8, og ellers som Latin-1.
pub fn avkod(bytes: &[u8]) -> String {
    match std::str::from_utf8(bytes) {
        Ok(s) => s.to_string(),
        Err(_) => bytes.iter().map(|b| *b as char).collect(),
    }
}

#[derive(Clone, Debug)]
pub struct Vaerdata {
    pub sted: String,
    pub land: String,
    pub bredde: f64,
    pub lengde: f64,
    pub tidssone: f64,
    pub hoyde: f64,
    /// Utetemperatur, °C.
    pub t_ute: Vec<f64>,
    /// Relativ fuktighet, %.
    pub rf: Vec<f64>,
    /// Global horisontal solstråling, W/m².
    pub ghi: Vec<f64>,
    /// Direkte normal solstråling, W/m².
    pub dni: Vec<f64>,
    /// Diffus horisontal solstråling, W/m².
    pub dhi: Vec<f64>,
    /// Horisontal infrarød stråling fra himmelen, W/m².
    pub ir_himmel: Vec<f64>,
    /// Vindhastighet, m/s.
    pub vind: Vec<f64>,
}

impl Vaerdata {
    pub fn fra_fil(sti: &Path) -> Result<Self> {
        let innhold = std::fs::read(sti).with_context(|| format!("leser {}", sti.display()))?;
        let tekst = String::from_utf8_lossy(&innhold);
        Self::fra_tekst(&tekst).with_context(|| format!("tolker {}", sti.display()))
    }

    pub fn fra_tekst(tekst: &str) -> Result<Self> {
        let mut linjer = tekst.lines();
        let location = linjer.next().context("EPW mangler LOCATION-linje")?;
        let f: Vec<&str> = location.split(',').collect();
        if f.len() < 10 || !f[0].eq_ignore_ascii_case("LOCATION") {
            bail!("første linje er ikke en gyldig LOCATION-linje");
        }
        let tall =
            |i: usize| -> f64 { f.get(i).and_then(|s| s.trim().parse().ok()).unwrap_or(0.0) };
        let mut v = Vaerdata {
            sted: f[1].trim().to_string(),
            land: f.get(3).unwrap_or(&"").trim().to_string(),
            bredde: tall(6),
            lengde: tall(7),
            tidssone: tall(8),
            hoyde: tall(9),
            t_ute: Vec::with_capacity(TIMER),
            rf: Vec::with_capacity(TIMER),
            ghi: Vec::with_capacity(TIMER),
            dni: Vec::with_capacity(TIMER),
            dhi: Vec::with_capacity(TIMER),
            ir_himmel: Vec::with_capacity(TIMER),
            vind: Vec::with_capacity(TIMER),
        };
        // Sju gjenstående headerlinjer.
        for _ in 0..7 {
            linjer.next();
        }
        for linje in linjer {
            if linje.trim().is_empty() {
                continue;
            }
            let d: Vec<&str> = linje.split(',').collect();
            if d.len() < 22 {
                continue;
            }
            let g = |i: usize| -> f64 { d[i].trim().parse::<f64>().unwrap_or(0.0) };
            // EPW bruker 9999/999999 som «mangler».
            let mangler = |x: f64, grense: f64| if x >= grense { 0.0 } else { x };
            v.t_ute.push(g(6));
            v.rf.push(g(8));
            v.ir_himmel.push(mangler(g(12), 9999.0));
            v.ghi.push(mangler(g(13), 9999.0).max(0.0));
            v.dni.push(mangler(g(14), 9999.0).max(0.0));
            v.dhi.push(mangler(g(15), 9999.0).max(0.0));
            v.vind.push(mangler(g(21), 999.0));
            if v.t_ute.len() == TIMER {
                break;
            }
        }
        if v.t_ute.len() != TIMER {
            bail!(
                "EPW inneholder {} timer, forventet {}",
                v.t_ute.len(),
                TIMER
            );
        }
        Ok(v)
    }

    pub fn aarsmiddeltemperatur(&self) -> f64 {
        self.t_ute.iter().sum::<f64>() / self.t_ute.len() as f64
    }

    pub fn maanedsmiddeltemperatur(&self) -> [f64; 12] {
        let mut sum = [0.0; 12];
        let mut antall = [0.0; 12];
        for (t, v) in self.t_ute.iter().enumerate() {
            let m = crate::maaned_for_time(t);
            sum[m] += v;
            antall[m] += 1.0;
        }
        let mut ut = [0.0; 12];
        for m in 0..12 {
            ut[m] = if antall[m] > 0.0 {
                sum[m] / antall[m]
            } else {
                0.0
            };
        }
        ut
    }

    /// Graddager under 17 °C, til informasjon i rapporten.
    pub fn graddager(&self, basis: f64) -> f64 {
        self.t_ute
            .chunks(24)
            .map(|d| {
                let m = d.iter().sum::<f64>() / d.len() as f64;
                (basis - m).max(0.0)
            })
            .sum()
    }
}

#[cfg(test)]
mod tester {
    use super::*;

    #[test]
    fn latin1_stedsnavn_leses_riktig() {
        // «Indre Østfold» der Ø er Latin-1-byten 0xD8.
        let mut bytes = b"LOCATION,Indre ".to_vec();
        bytes.push(0xD8);
        bytes.extend_from_slice(b"stfold,None,NOR,CERRA,x,59.58,11.16,1, 130");
        assert_eq!(avkod(&bytes).split(',').nth(1), Some("Indre Østfold"));
    }

    #[test]
    fn gyldig_utf8_gaar_uendret_gjennom() {
        assert_eq!(avkod("Indre Østfold".as_bytes()), "Indre Østfold");
    }
}