Liikennetelematiikka

Yleistä

Liikennetelematiikan avulla yritetään parantaa liikenneturvallisuutta ja teiden käyttöä tehostavaa liikenteenhallintaa sekä sujuvoittaa liikennettä. Tavoitteena on usein myös ympäristöystävällisyys. Joukkoliikennettä tehostavat informaatio-, kuljetusten hallinta- ja maksujärjestelmät, tavarankuljetuksia erilaiset logistiikan telematiikkajärjestelmät. Liikenneonnettomuuksien syynä ovat usein havainto- ja huomiovirheet, mutta juuri liikennetelematiikan avulla voidaan parantaa riskitekijöiden havaittavuutta. Koska onnettomuusriski pienenee, sillä on vaikutuksensa myös liikenteen sujuvuuteen.

Suomessa Liikenne- ja viestintäministeriön tavoitteena on saada vuoteen 2010 mennessä sekä kansalaisille että elinkeinoelämälle käyttöön sähköisessä muodossa tietoa, joka auttaa kiertämään ruuhkat, nopeuttamaan tavarankuljetusta ja löytämään sopivimmat joukkoliikenneyhteydet. Suomessa on ollut myös useita muita liikennetelematiikkaan liittyviä hankkeita. Liikennetelematiikan avulla voidaan siirtää tai korvata muunlaisia rahaa vaativia parannuksia, varsinkin kun telematiikka-hankkeisiin voi osallistua pienemmälläkin budjetilla: se on halvempaa kuin esimerkiksi uusien teiden rakentaminen. Valtio tai kunta hoitaa yleensä tielle hankittavat liikennetelematiikkajärjestelmät, autoihin hankittavat järjestelmät autoilijat hoitavat itse yleensä vapaaehtoisesti. Palveluista osa on käyttäjille ilmaisia (esim. keli- ja liikennetiedotteet), osa taas maksullisia (esim. jotkut reittipalvelut).

Historiaa

Liikennetelematiikkaan liittyvä tutkimus aloitettiin 1960- ja 1970-luvulla ainakin Japanissa, Yhdysvalloissassassa ja Saksa. }} Aihepiirinä oli erityisesti reittiopastus ja käytössä olivat suuret keskustietokoneet, mutta erilaisten rajoitusten vuoksi mikään järjestelmistä ei kuitenkaan päätynyt käytännön toteutukseen. 1980-luvulla olivat liikennetelematiikan mahdollisuudet parantuneet tekniikan kehittymisen vuoksi, joten eri puolilla maailmaa saatiin kehitettyä uusia järjestelmiä.

Tietopalveluja

Tiedotukset säästä ja liikenteestä

Liikennetiedotuspalveluja tarjotaan sekä radiossa että internetissä. Kelikameroiden näyttämää kuvaa voi tarkistaa internetistä. Radiossa voidaan kertoa liikennemäärästä ja säästä sekä poikkeustilanteista, kuten ruuhkista ja erikoiskuljetuksista. Suomessa liikennetietopalveluita tuottaa lähinnä Tiehallinnon liikennekeskus, joka myös suorittaa liikenteen seurantaa. Seurantajärjestelmän hyödyt tulevat parhaiten esille ruuhka- ja muissa häiriötilanteissa: kun matka-aikoja on seurattu, siitä voidaan myös tiedottaa ja tarvittaessa neuvoa vaihtamaan kiertotielle. Suomessa kyseinen järjestelmä on käytössä esimerkiksi valtatie 4:llä, Lahden ja Heinolan välillä. Ennustamalla lähituntien tilannetta pääteillä ja kertomalla senhetkisestä tilanteesta, voivat autoilijat tarvittaessa valita toisen reitin. Sää- ja kelitiedotuksissa apuna ovat tiesääasemien keräämät tiedot, kelikamerakuvat sekä satelliitti- ja tutkakuvat, joiden perusteella voidaan tehdä ennusteita ja tiedotuksia.

Reitinhakupalvelut ja navigointi

Liikennetelematiikan eräänlaisia sovelluksia ovat erilaiset internetistä löytyvät reitinhakupalvelut, reittioppaat, joista voi hakea reittivaihtoehtoja liikkuipa sitten julkisella liikenteellä tai omalla autolla. Liikennetelematiikka ja navigointi puolestaan yhdistyvät esimerkiksi autoihin kiinnitettävissä näyttötauluissa, joiden avulla voidaan hakea matkareitti ja kone neuvoo sen. Navigointi perustuu paikkatietokantoihin ja paikannukseen. Laitteet voivat kertoa karttojen pohjalta lyhyimmän reitin tai liikenteen sujuvuuden mukaan nopeimman. Navigointiin liittyy informaatio esimerkiksi seuraavista asioista: kulkureitti, reitin valinnan opastus, matka-aika, sää- ja kelitiedot, joukkoliikenteen aikataulut ja liikennehäiriöt. Nykyään joitakin tietoja voidaan välittää myös matkapuhelimeen.

Tietokannat

Tieverkosta voidaan tehdä erilaisia tietokantoja. Suomessa tärkeimpiä on Tiehallinnon Digiroad-paikkatietojärjestelmä, joka sisältää koko Suomesta teiden ja katujen tietoja, niitten sijainnin ja erilaisia ominaisuuksia. Logistiikka ja joukkoliikenne ovat mahdollisia tietokantojen käyttäjiä kuljetusten suunnitteluun, pelastustoimi voi yhdistää paikannuksen ja reittimahdollisuudet vaikka rakennuksista kertoviin paikkatietojärjestelmiin. Tietokanta-aineistoa voidaan käyttää myös esimerkiksi liikenteen seuranta- ja hallintajärjestelmiin tai teiden ja katujen kunnossapidon kehittämiseen.

Ajantasainen pysäköintiopastus

Pysäköintiopasteet Saksassa

Järjestelmä kertoo autoilijoille, että missä pysäköintilaitoksessa on vielä tilaa ja siten säästää autoilijaa turhalta etsimiseltä, kyseistä aluetta turhalta paikanhakuliikenteeltä ja saa pysäköintilaitokset täyttymään järjestelmällisemmin. Saksassa on tutkittu, että opastus vähentää pysäköintiä etsivien liikennettä 10–20 %. Useimmiten pysäköintilaitoksiin opastavissa viitoissa merkintä kertoo onko paikka auki tai siellä tilaa, vaihtoehtoisesti opasteissa voi olla erikseen lähes ajantasaisesti päivittyvä vapaiden pysäköintipaikkojen määrä. Myös pysäköintilaitoksen oven vieressä voi olla taulu, jossa on esimerkiksi tekstiä (monissa maissa merkitykseltään yleensä tilaa ja täynnä) tai vapaiden pysäköintipaikkojen määrä numeroina. Helsingissä ollaan merkiksi valittu P-kirjain, jonka yli on vedetty punainen viiva, jos tilaa ei ole.

Järjestelmä toimii siten, että se laskee paikan sisään- ja ulosajokohtien liikenteen. Jos käytössä on rahastusjärjestelmä, niin siihen liittyvän puomin avulla voidaan laskea sekä sisään että ulos ajavat autot, jonka perusteella voidaan sitten laskea vapaiden paikkojen määrä. Kun autojen määrä alkaa lähestyä suurinta mahdollista määrää, opastetauluihin vaihdetaan merkintä 'täynnä' ja se vaihtuu ensin kauempana oleviin opasteisiin. Tosin Suomessa on usein ongelmana se, että vaikka paikan ilmoitetaan olevan täynnä, autoilijat jäävät silti odottamaan ja etsimään paikkaa – aiheuttaen siinä samalla suuria pakokaasuhaittoja.

Joukkoliikenteen informaatiojärjestelmät

Monissa suuremmissa kaupungeissa on käytössä erilaisia joukkoliikenteen informaatiojärjestelmiä. Suomessa esimerkiksi Helsingissä järjestelmän nimi on HELMI ja siinä ovat mukana kaikki raitiovaunulinjat, joitakin Helsingin sisäisiä bussilinjoja ja Jokeri-linja. Tampereella järjestelmä on nimeltään PARAS, johon on liitetty lähes kaikki TKL:n linjat, mutta seutulinjoista toistaiseksi vain muutama. Järjestelmillä on tarkoitus parantaa joukkoliikenteen sujuvuutta ja täsmällisyyttä, tarjota matkustajille tietoja tilanteesta sekä kerätä suunnittelua ja seurantaa helpottavaa tietoa esimerkiksi ajoon kuluvasta ajasta.

Helsingin HELMI perustuu radioviestintään: keskuslaitteiden välillä on kaapeliverkko, mutta liikennevälineiden ja aikataulunäyttöjen väliset tiedot kulkevat tukiasemien kautta. Bussin tai raitiovaunun sijainti pysäkin tarkkuudella määritellään satelliittipaikannuksen ja matkamittauksen avulla. Bussit kertovat olinpaikkansa esimerkiksi puolen minuutin välein järjestelmän keskustietokoneelle, joka laskee ennusteet bussien pysäkeille tuloajoiksi ja kertoo tiedon aikataulunäytöille. Aikatauluseurannassa vertaillaan todellista sijaintia ja pysäkkiaikataulun perusteella laskettua sijaintia. Sitten sekä kuljettaja että muu liikennöinnistä vastaava henkilökunta saa tietää poikkeaman aikataulusta. Kuljettajan on vain muistettava aina päivän ensimmäistä kertaa liikkeelle lähtiessään kirjautua järjestelmään, niin sen jälkeen hänellä olevaan näyttöruutuun ilmestyy tiedot aikataulussa pysymisestä. Tarvittaessa järjestelmän kautta voidaan antaa tietoja myös liikennehäiriöistä tai muista hidastavista esteistä. Ainakin Helsingissä joukkoliikenne on sujuvoitunut HELMIn ansiosta ja siten saatu selviä rahallisia säästöjä.

Pysäkeille voidaan asentaa näyttötauluja, joista näkee Helsingissä ajantasaisen ennusteen minuutin tarkkuudella, että milloin kaksi seuraavaa linjan bussia tai raitiovaunua ovat tulossa pysäkille. Joissakin kaupungeissa näytöstä näkee linjan aikataulun mukaisen saapumisajan ja Suomessa muualla kuin Helsingissä saapumisaikoja näytetään vain yksi. Tampereella näkee ajantasaisen odotusajan järjestelmässä mukana oleville busseille ja muille aikataulun mukaisen. Lisäksi liikennöinnistä vastaavilla henkilöillä voi olla mahdollisuus lähettää tauluun tiedote vaikkapa liikennehäiriöistä.

Helsingissä raitiovaunuissa sisällä on erilliset näytöt, joissa kerrotaan seuraava pysäkki vuorotellen suomeksi ja ruotsiksi. Lisäksi järjestelmä voi kuuluttaa pysäkin lisäksi tiedon sen läheisyydessä olevista merkittävistä matkailukohteista, kuten terminaaleista ja yleisötilaisuuksien pitopaikoista. Myös Tampereella on asennettu busseihin seuraavan pysäkin kertovia näyttötauluja ja samoin myös kuljettajalle oma aikataulua seuraava laitteensa. Siellä on asennettu näyttöjä myös sisätiloihin muutamalle julkiselle paikalle.

Vaihtuvat nopeusrajoitukset ja varoitusmerkit

Vaihtuva varoituskyltti Ranskassa

Joillakin teillä on käytössä esimerkiksi sään mukaan vaihtumaan ohjattavia nopeusrajoituksia ja varoitustauluja. Suomessa niitä on ollut käytössä 1990-luvun alusta asti.

Merkit voivat olla perinteisten liikennemerkkien näköisiä sähkömekaanisia merkkejä, vaihtoehtoisesti ne voivat olla myös puna-musta-valkoisia, jolloin niissä voi olla joko LED- tai kuituoptiset valot. Niitä ei yleensä ole tarpeellista laittaa kuin vilkkaasti liikennöidyille teille. Suomessa niitä onkin lähinnä tärkeillä kaksikaistaisilla valtatieosuuksilla ja kahdella moottoritien pätkällä. Sääasemat keräävät tietoa, jonka perusteella liikennemerkit vaihtavat kelin mukaan niihin olosuhteisiin ennalta määritellyn nopeusrajoituksen. Järjestelmän toimintavarmuus ei kuitenkaan ole aivan 100 %. Ohjauksessa voidaan hyödyntää myös tiehen asennettuja LAM-pisteitä (Liikenteen Automaattinen Mittausasema), joka muun muassa laskee liikennemääriä ja ajoneuvojen keskinopeuden muutoksia.

Liikenneturvallisuus paranee, koska nopeusrajoituksen alentamisen vuoksi keskinopeus alenee enemmän kuin pelkän huonon kelin takia ja nopeuksien hajonta pienenee eli liikennevirta kulkee tasaisemmin. Tiehallinnon suuntaa-antavan selvityksen mukaan vaihtuvat rajoitukset vähentävät yleensä riskiä joutua henkilövahinkoja aiheuttaneisiin onnettomuuksiin, erityisesti silloin jos kyseessä ovat normaalista poikkeavan näköiset, valoista koostuvat merkit. Joissakin seuratuissa kohteissa – yleensä niissä, joiden vaihtuvat merkit olivat sähkömekaanisia – onnettomuusriski oli jopa suurempi kuin perinteisten liikennemerkkien kanssa.

Nopeusrajoitusta voidaan vaihtaa erilaisten talvikelien, esimerkiksi mustan jään tai kesällä vesiliirronstst takia. Koska nopeusrajoituksia pääsääntöisesti vaihdetaan säätilan mukaan, niin Suomen oloissa rajoituksia vaihdetaan yleensä vain talvisin. Joissakin paikoissa on vaihtuvien nopeusrajoitusmerkkien lisäksi myös vaihtuva varoitusmerkki, jota voidaan vaihtaa tilanteen mukaan. Varoittaa voidaan myös muunlaisista liikenteen häiriöistä, kuten vaikkapa tietyöä. Jos tiellä on suuri onnettomuusriski tai kuljettajille on tarpeellista tiedottaa poikkeuksellisista liikennejärjestelystä ja muista liikenneolosuhteista, myös silloin saatetaan laittaa tielle lyhyeksi ajaksi kerrallaan vaihtuvia nopeusrajoituksia. Järjestelmään voidaan liittää myös tekstillisiä tiedotustauluja, joita voidaan käyttää varoitusten antamiseen tai vaikkapa kertomaan tien ruuhkautumisesta ja kiertotiestä.

Tampereella on mataliin siltoihin laitettu korkeudesta kertovien liikennemerkkien tueksi varoitusjärjestelmä: se mittaa ajoneuvon korkeuden ja varoittaa ylikorkean ajoneuvon kuljettajaa, joka voi sitten valita toisen reitin.

Logistiikkaa helpottavia telematiikkajärjestelmiä

Logistiikassa telematiikkaujärjestelmiä voidaan käyttää esimerkiksi kuljetusjärjestelmän kehitykseen ja autojen reittien suunnitteluun, kuten kuljetusmatkan ja tyhjänä ajon määrän minimointiin, jolloin järjestelmät parantavat kuljetustaloutta ja vaikuttavat tuotantolaitoksen kuljetuskustannuksiin.

Tieto- ja viestintäteknisten sovellusten avulla liikennöinnin suunnittelija voi seurata ajoneuvon sijaintia ja suunnitella paluu- ja täydennyskuormia sekä nähdä auton täyttöasteen tilavuuden ja massan suhteen. Kyseiset järjestelmät ovat tuoneet säästöjä ja lisää tehokkuutta osittain siksi, kun enää ei tarvitse käyttää seurantaan niin paljoa aikaa eikä puhelimessa puhumista. Ajoneuvojen ja tavaran seurantaan liittyvät tiedot toimituksen etenemisestä ja saapumisajan arviointi, usein on myös mahdollisuus seurata kuljetusta internetissä, mikä on tärkeää erityisesti kriittisissä toimituksissa.

Kuljetettaviin tavaroihin voidaan liittää viivakoodeja, jotka kertovat tuotetiedot ja tiedetään tarkemmin mitä kuljetetaan. On myös olemassa järjestelmiä, jotka kertovat automaattisesti suunnittelijalle, koska auto saapuu lastauslaiturille ja lähtee sieltä eikä kuljettajan tarvitse itse kuitata. Ne tiedot voidaan yhdistää laskutukseen, ajo- ja lepoaikojen seurannan tiedot voidaan puolestaan siirtää palkanmaksujärjestelmään.

GPS-satelliittipaikannusta ja karttaohjelmia käyttävät ajoneuvopäätteet antavat kuljettajille tietoja lastin noutopaikasta, tavaramäärästä ja toimitusosoitteesta ja siten vähentävät etsiskelyä ja muuta turhaa ajoa. Ensimmäiset versiot laitteista tulivat 1990-luvun alussa, mutta sen jälkeen järjestelmät ovat kehittyneet ja laitteiden hinta laskenut. Käytössä laitteita on esimerkiksi esim. puu- ja maidonkeruukuljetuksissa.

Muita sovelluksia

Sähköisesti tiedot keräävä tietullipiste Singaporessa

Tienkäyttömaksuja varten voidaan tietoja autojen liikkumisesta kerätä esimerkiksi satelliittipaikannuksella tai muilla sähköisillä tunnistimilla ilman että autoilijoiden tarvitsee pysähtyä maksun keruuta varten.
Satamainformaatiotaulu, joka antaa tietoa risteilyistä ja säästä. (Tampere)
Kännykkälippu raitiovaunuihin ja metroon. (Helsinki)
Pääkaupunkiseudun matkakortti ja muunlaiset joukkoliikenteessä matkalippuna toimivat ladattavat kortit, joita varten tarvitaan kehittyneet, mutta toimivat ja helppokäyttöiset tietojärjestelmät, joiden pitää osata ohjata lipputulot oikealle liikennöitsijälle.
Kysyntäohjatut linjat, jotka ajavat matkustajamäärän eivätkä aikataulun mukaan maaseudulla, josta on saatettu vähentää normaaleja bussivuoroja.
Raideliikenteen automatisointi eli liikkuminen ilman kuljettajaa, minkä yhtenä ongelmana on matkustajaturvallisuus.
Liikennevalo-ohjaus: liikennetilanteen mukana vaihtuminen, alueellinen ohjaus, joukkoliikenne-etuudet.
Kännykkäpohjainen pysäköintimaksujärjestelmä.
Automaattinen valvonta esimerkiksi ylinopeuden ajamiseen ja liikennevalojen noudattamatta jättämiseen, joiden seuraukset hoidetaan jälkikäteen auton rekisterinumeron perusteella.
Vielä kehitysvaiheessa olevat älykkäät nopeudensäätöjärjestelmät, jotka toimivat GPS-paikannuslaitteen ja digitaalisen nopeusrajoituskartan ja jotka merkitsevät muistiin ylinopeudet, kertovat nopeusrajoituksista ja niiden ylityksistä tai estävät ylinopedudella ajamisen.