| JOUKKOLIIKENNE-ETUUKSIEN
INTEGROINTI SUMEAAN ALUEELLISEEN VALO-OHJAUKSEEN
Tutkimussuunnitelma TkL Jarkko Niittymäki
Teknillinen korkeakoulu / liikennelaboratorio
puh. 09-451 3809
sp. jarkko.niittymaki@hut.fi
1. Tutkimuksen tausta
Teknillisen korkeakoulun liikennelaboratoriossa on ollut
käynnissä liikenteen sumeaa valo-ohjausta käsittelevä
FUSICO-projekti vuodesta 1996 lähtien. Tutkimuksen tavoitteena on
ollut kehittää sumeaa valo-ohjauskojetta. Alkuun projekti
keskittyi yksittäisen liittymän valo-ohjaukseen, mutta viime
vuosina tutkimusryhmä on ottanut tutkimussuunnakseen
kaupunkikeskustojen liikenteen ohjauksen. Tutkimushankkeen
päärahoitus on toistaiseksi tullut Suomen Akatemialta ja projektin
toinen kolmivuotiskausi jatkui aina vuoteen 2001 asti. Toisaalta
myös TEKES on ollut tärkeä rahoittaja hankkeen sovellettavuuden
kannalta.
Vuosina 1998-99 projektin rahoituksesta merkittävä osa on
tullut LYYLI-ohjelmaan sidotuista TEKES-rahoista. Aikoinaan
LYYLI-ohjelman rahoituspäätös tehtiin vain kahdelle vuodelle,
vaikka hyväksytys-sä hakemuksessa oli tavoitteita myös vuodelle
2000. Lisäksi TEKES on rahoittanut pro-jektia MOBILE-2
tutkimusprojektin kautta. Liikenneministeriö on rahoittanut kolmen
kaupungin kanssa joukkoliikennettä suosivien sumeiden
valo-ohjausmenetelmien kehitystyötä TETRA-ohjelmassa. Kaikki
aikaisemmat osaprojektit ovat osoittaneet menetelmän
soveltuvuutta.
Tämän tutkimussuunnitelman mukaisen projektin tavoitteena on
yhdistää eri osaprojektien (kojekehitys, joukkoliikenne,
alueellinen valo-ohjaus) tulokset niin, että uudentyyppistä
valo-ohjausta voidaan soveltaa kaupunkikeskustojen valo-ohjauksessa.
Samalla kehitetään yleisiä valo-ohjausperiaatteita ja pyritään
saavuttamaan menetelmälle yleinen hyväksyntä, jotta mahdollinen
sumean valo-ohjauksen laajempi hyödyntäminen olisi mahdollista.
2. Tutkimuksen peruslähtökohdat ja sen
merkitys
Adaptiiviset alueelliset liikennevalo-ohjausjärjestelmät (SCOOT-Englanti,
SCATS-Australia) ovat osoittautuneet tehokkaiksi liikenteen
hallintakeinoiksi. Aikaisemmat adaptiiviset järjestelmät on
toteutettu keskitetyillä valo-ohjausjärjestelmillä, jolloin
varsi-nainen päätöksenteko tapahtuu suurissa
keskusohjausyksiköissä ja liittymäkojeet toimivat sen antamien
ohjeiden mukaisesti keräten kuitenkin ajantasaista tietoa
liikenteestä.
Suomessa on kuitenkin laajalti käytetty ns. hajautettua
liikennetieto-ohjausta, jonka perustana ovat älykkäät
ohjauskojeet liittymätasolla sekä nykyään kaupungeissa
käytössä olevat kaukovalvontajärjestelmät. SPOT/UTOPIA-järjestelmä,
joka on Italialaisen Mizarin kehittämä ohjausjärjestelmä,
mahdollistaa alueellisen adaptiivisen valo-ohjauksen hajautetussa
systeemissä. Järjestelmästä saadut kokemukset ovat olleet
hyviä, mutta ainakin Suomessa ongelmaksi on osoittautunut
järjestelmän säädettävyys.
SPOT on eräänlainen kombinaatio heuristisesta valo-ohjauksesta
sekä kustannusfunktion optimointiin pyrkivästä valo-ohjauksesta.
SPOT-ohjauksessa parametrien ja eri painoarvojen välisten
vuorovaikutusten ymmärtäminen muodostavat kuitenkin vaikeasti
säädettävän ohjausjärjestelmän. Tätä varten tarvitaan
erillisiä työkaluja, joiden avulla suunnittelija voi säätää
ohjausta. Tämän tutkimushankkeen tarkoituksena on muodostaa sopiva
arkkitehtuuri sumeaan logiikkaan perustuvalle alueelliselle
valo-ohjaukselle joukkoliikenteen erityisvaatimukset huomioon ottaen
sekä arvioida hajautetun ja keskitetyn järjestelmän etuja ja
haittoja.
Tutkimushanke tukee myös HUTSIM-ohjelman kehitystyötä, joka on
ollut Pohjoismaissa se työkalu, jolla esimerkiksi SPOT-ohjausta on
säädetty ja kehitetty. SPOT on myös hyvä tehokkuusmittari nyt
kehitettävälle ohjaukselle, mutta varsinainen tavoite on
kehittää yksinkertaisempi ja käyttäjäystävällisempi
ohjausalgoritmi.
3. Tutkimuksen tavoitteet
Tutkimuksen näkyvimpänä tavoitteena on soveltaa sumeaa
alueellista liikennevalo-ohjausta Tampereen katuverkossa. Mikäli
käytetyt menetelmät osoittautuvat tässä melko ruuhkautuneessa ja
joukkoliikennettä sisältävässä tapauksessa toimiviksi, niin
ajatusmallin siirtämiseen vastaaviin tapauksiin pitäisi olla
kohtuullisen vaivatonta. Tutkimuksen tekniset tavoitteet voidaan
määritellä seuraavan jaotuksen mukaan:
- a) Alueellisen valo-ohjauksen systematiikan ja arkkitehtuurin
kehittäminen, ja uusien menetelmien, erityisesti sumean
logiikan, soveltaminen valo-ohjauksessa Alueellisen ohjauksen
perustarkoitus on parantaa alueeseen kuuluvien liittymien
olemassa olevan kapasiteetin käyttöastetta vallitsevan
liikennekuormituksen perusteella. Olemassa olevan kapasiteetin
tehokas hyötykäyttö parantaa liikenteenohjauksen tehokkuutta
kustannusten, ympäristön ja liikenteen palvelutason osalta
ilman kalliita infrastruktuuritoimenpiteitä. Ohjaus perustuu
helppokäyttöiseen käyttöliittymään ja helposti
säädettäviin, sumeaan logiikkaan perustuviin
sääntöihin.
- b) Joukkoliikenteen sujuvuuden paraneminen Joukkoliikenteen
etuisuudet ovat nykyään erittäin merkittävä osa liikenteen
koko-naisvaltaista valo-ohjausta. Teknillinen korkeakoulu
toteutti vuonna 1999 kolmet sumeat joukkoliikenne-etuisuus
valoratkaisut Lahteen, Jyväskylään ja Vantaalle. Tämän
ajatusmallin siirtäminen alueelliseen valo-ohjaukseen vaatii
liikenneverkossa liikkuvan joukkoliikennevälineen tunnistamisen
ja ohjausalgoritmin joukkoliikennemoduulin aktivoimisen.
Periaatteessa joukkoliikenneajoneuvo voidaan hallita samoin
periaattein kuin TETRA-hankkeessa on tehty, mutta liittymien
välisen tiedonsiirron avulla ilmaisu saadaan riittävän
aikaisin. Tässä yhteydessä tulee myös tarkastella
joukkoliikenne-etuisuuden tärkeyttä eri tilanteissa
(aikataulusta edellä/myöhässä, kaksi perättäistä
linja-autoa, jne.). Tampereella linja-autoihin
kokeilukäyttöön tulevien radio-ilmaisimien avulla ilmaisun
ajankohta ja antoetäisyys voidaan säätää etuuden
myöntämisen kannalta parhaaseen mahdolliseen aikaan, ja
paikkaan. Radioilmaisimet yhdistettynä tarkkaan linja-auton
paikannukseen mahdollistavat myös etuuksien, kuten vihreän
vaiheen pidennys ja aiennus, aloitushetken, lopetushetken ja
pituuden optimointiin liittymäkohtaisesti.
Alustavan suunnitelman mukaan alueohjauksen
joukkoliikenne-etuisuudet toteutetaan vihreän vaiheen
pidennyksinä ja aiennuksina. Joukkoliikennepidennyksen ero
ajoneuvopidennyksiin saadaan linja-autoetuuden myöntämiseen
käytetyllä omalla sumealla päättelyjärjestelmällä.
Vaiheen pidennykset ja aiennukset myönnetään
linja-autoilmaisujen ja konfliktiryhmien liikennetilanteen
perusteella. Etuna aikaisempiin joukkoliikenne-etuuksiin on se,
että liittymässä (alueella) vallitseva liikennetilanne ja
etuudesta kärsivä tulosuunta otetaan kokonaisuutena aiempaa
paremmin huomioon.
Projekti raportoidaan FITS-ohjeiden mukaisesti, sekä myös
kansainvälisinä artikkeleina. Projektille nimetään kaksi
arvioitsijaa, joista ainakin toinen edustaa loppukäyttäjäkuntia
ja toinen mahdollisesti teknistä puolta tai laitetoimittajia.
Tutkimus tehdään osana FUSICO-tutkimusryhmän työtä
mahdollisesti diplomityönä. Projektin yhteystyötahot ovat samat
kuin aiemmin eli University of Delaware, kaupungit, MOTIVA, ja
uutena University of Brazil.
5. Käytännön kysymykset
Tutkimus perustuu tutkimuslaitoksen ja loppukäyttäjän
(kaupunki) yhteistyöhön. Tutkimuksen tavoitteena on tuottaa
uutta tietoa sekä kehittää uusia menetelmiä liikenteen
alueelliseen valo-ohjaukseen, jossa sujuva joukkoliikenne
etuisuuksineen on keskeisessä asemassa. Erityistä huomiota
tullaan kiinnittämään ratkaisujen yleistettävyyteen ja
käytettävyyteen myös muissa kohteissa. Tällöin esimerkiksi
ilmaisimiin ja tiedonsiirtoon tulee kiinnittää riittävää
huomiota. Jos tutkimus täyttää sille asetetut
ennakko-odotukset, niin periaatteiden ja/tai sumeiden kojeiden
yleisempi käyttö tai kaupallistaminen tullaan toteuttamaan
Teknillisen korkea-koulun Innovaatiokeskuksen tarjoaman ohjauksen
avulla.
|
