HEILI -  Henkilöliikenteen informaatio-ohjelma 2001 - 2004
Passenger Information Programme

  HELSINGIN HEILI
ETUSIVU    RADIOJÄRJESTELMÄ    LIIKENNEVALOT    PYSÄKKITAULUT    MATKUSTAJAINFO    TIETOHALLINTA    HEILI-PÄÄSIVU 


Radioviestijärjestelmä

  
 


HELMIN vanha radioviestijärjestelmä

  
   
Helmin radioviestijärjestelmä otettiin käyttöön vuonna 1999. Tätä järjestelmää voitiin luonnehtia aikajakoiseksi radioviestijärjestelmäksi, jossa ”aloite” oli keskuksella – se tarkisti tietyn aikajakson kuluessa vuorollaan jokaisen järjestelmään liitetyn ajoneuvon sijainnin ja aikataulutilanteen. Aikajakson pituus oli riippuvainen ajoneuvojen määrästä. Alun perin aikajakso oli noin 10–15 sekuntia, mutta ajoneuvojen määrän kasvaessa se alkoi lähestyä puolta minuuttia.

Vanhan radioviestijärjestelmän toinen merkittävä piirre oli eri taajuuksien käyttö. Kukin tukiasema lähetti ja otti vastaan viestit ajoneuvoilta eri taajuudella. Käytössä oleva taajuus oli määritelty kiinteästi tietylle osalle linjaa. Esimerkiksi raitiolinjan 4 Munkkiniemen päässä vaunut olivat yhteydessä Ruskeasuon tukiasemaan ja Katajanokan päässä Hanasaaren tukiasemaan. Vaihto tukiasemalta toiseen tapahtui automaattisesti HELMIN linjatietoihin asetettujen määrittelyjen mukaisesti.

Liikennevaloetuuksien vaatimaan yhteydenpitoon ajoneuvojen ja liikennevalojen välille käytetään omaa radiotaajuutta. Se on varattu yksinomaan tähän tarkoitukseen. Vaunu  lähettää etuuden aloittavat ja lopettavat viestit suoraan liikennevalojen ohjauskojeelle. Tämä on välttämätöntä, koska Helsingissä käytetty liikennevaloetuuksien toimintaperiaate edellyttää, että tieto liikennevaloja lähestyvästä tai liikennevalot ohittaneesta vaunusta saadaan  heti käyttöön ilman esimerkiksi AVL (Automatic Vehicle Location) –tyyppisten keskusten kautta kierrättämistä.

Vanhan radioviestijärjestelmän heikkoudet

1. Huono kuuluvuus – joskus

Kaupunkialueella radioviestien kuuluvuus vaihtelee paikallisten olosuhteiden mukaan. Katukuilumainen ympäristö heijastaa radioaaltoja, jolloin eri alueilla parhaan yhteyden tuottava tukiasemaa ei voi määritellä yksinomaan maantieteellisin rajoin. Sääolosuhteet voivat ajoittain myös vaikuttaa viestien kuulumiseen eri tavoin eri katuosilta.

2. Radiotaajuudet ovat rajallinen luonnonvara

HELMI-radiotaajuudet ovat alueella, jota ei ole tarkoitettu tämän kaltaiseen toimintaan. Viestintävirasto on määritellyt HELMILLE tietyt taajuudet, mutta niiden lisääminen tulevaisuuden tarpeisiin ei välttämättä ole mahdollista. HELMIN nykyiset taajuudet riittävät hyvin Helsingin tarpeisiin, mutta jos HELMIÄ laajennetaan esimerkiksi Espoon ja Vantaan alueille, uusien taajuuksien saaminen voi olla hankalaa.

  Uusi radioviestijärjestelmä  - IT-radio  
   
Uusi vuonna 2004 käyttöönotettu IT-radioviestijärjestelmä on HELMIN toimittajan Thorebin kehittämä nimenomaan joukkoliikenteen telematiikkaa varten tarkoitettu radiojärjestelmä. Uusi järjestelmä on tapahtumaohjattu. Siinä aloitteentekijä on ajoneuvo, joka viestittää keskuslaitteelle tapahtumat – esimerkiksi pysäkille saapumisen ja lähtemisen tai aikataulusta poikkeamiset. 

Uuden radioviestijärjestelmän avulla tietoliikenne vähenee ja aikakriittisten tapahtumien ohjaus saadaan tarkemmaksi kuin vanhassa järjestelmässä. Parhaiten tämä näkyy esimerkiksi pysäkiltä lähdön jälkeen. Vanha radioviestijärjestelmä kuittasi pysäkkitaulun näytön 1-30 sekunnin kuluessa vaunun lähdöstä sen mukaan, miten vaunun tila tuli kysytyksi keskuslaitteen vuorolistassa. Uudessa radioviestijärjestelmässä taulun tiedot päivittyvät heti kun vaunu lähtee pysäkiltä, jolloin se samalla lähettää asiasta tapahtumatiedon keskukselle.

Toinen merkittävä muutos uudessa järjestelmässä on se, että kaikki tukiasemat käyttävät samaa taajuutta, erillisiä tukiasemakohtaisia taajuuksia ei enää käytetä. Periaatteena on että kaikki kuuntelevat kaikkea - koko liikennöinti tapahtuu korvamerkityillä viesteillä ja vain se laite, jolle viesti on tarkoitettu, ottaa sen vastaan. Koska käytössä olevat lähetystehot ovat alhaiset, viestien kuluvuus ei ulotu laajalle alueelle, mutta kuitenkin juuri sille alueelle, jossa niitä tarvitaan. Esimerkiksi Lauttasaaressa lähetetyt viestit eivät enää kuulu Itäkeskuksessa tai Pakilassa.

Uusi radiotaajuuksien käyttötapa tuo mukanaan kolme suurta etua vanhaan järjestelmään verrattuna:

  • Taajuuksien määrä pysyy kohtuullisena, koska samaa taajuutta voidaan käyttää laajasti. 
  • Tukiasemien raja-alueilla ei ole merkitystä - jokainen viesti on kuultavissa usealta eri tukiasemalta joten ainakin yksi viesti menee varmasti perille. 
  • Radioliikenteen kuluvuuden kannalta hankaliin paikkoihin voidaan asentaa lisätukiasemia, jolloin radioverkon peittävyys saadaan paremmaksi.

Tällä hetkellä HELMI käyttää 11 tukiasemaa. Nykyisin käytössä olevat ja Jokerin valmistumiseen mennessä käyttöön tulevat uudet tukiasemat ovat seuraavat:

• Salmisaari
• Hanasaari
• Ruskeasuo
• Toinen linja
• Agricola
• Stockmann 		• Lauttasaari
• Lassila
• Patola
• Myllypuro ja
• Vuosaari

Lyhyt johdatus IT-radiojärjestelmään:

 §       HELMIN tietoliikenne kulkee radiomodeemien kautta, joita on tukiasemilla, ajoneuvoissa ja myös liikennevalojen ohjauskojeissa sekä pysäkkitauluissa

§       Tukiasemien radiomodeemit on yhdistetty TCP/IP-verkon kautta solmutietokoneisiin, jotka ovat samassa verkossa ja jotka vaihtavat järjestelmän tilatietoja keskenään. Lisäksi solmutietokoneet ovat liitetty tietokantapalvelimeen.

§       Jokainen solmutietokone on siten toimintakelpoinen myös yksinään, mikä lisää järjestelmän toimintavarmuutta häiriötilanteissa.

§       Radiojärjestelmän keskeinen ominaisuus on se, että vaunun lähettämä viesti voidaan ottaa vastaan usealla eri tukiasemalla / solmutietokoneella. Ylimääräiset saman viestin kopiot tuhoutuvat automaattisesti

§       Vaunun lähettämä viesti kulkee myös solmutietokoneessa olevaan pysäkille saapumisajan ennusteohjelmistoon ja sitä kautta pysäkkien ajantasaisen aikataulujen ohjausohjelmistolle

§     Kukin solmutietokone vastaa tietyn alueen pysäkkien ajantasaisien aikataulujen ohjauksesta.
 
HELMIN radiojärjestelmän käytettävyys koko pääkaupunkiseudulla
   
IT-radiojärjestelmä on hajautetun luonteensa takia helposti laajennettavissa. Uuden tukiaseman lisääminen ei edellytä uusia taajuusalueita vaan uusi tukiasema ainoastaan laajentaa olevaa kuuluvuusaluetta. Koska radioverkon teho on alhainen, viestit kuuluvat yleensä vain rajatulla alueella eivätkä siten kuormita verkkoa tarpeettomasti. Myös tapahtumaohjattu radioliikennöinti vähentää verkon kuormitusta - jokaisella viestillä on tarkoitus, jolloin turhat laitteiden tilaa kuvaavat perusviestit jäävät pois.

Järjestelmän solmutietokoneiden ylläpito voidaan toteuttaa hajautetusti - esimerkiksi eri kaupungeilla tai vastaavilla voi olla omat solmutietokoneet, jotka toimivat samassa verkossa vaihtaen tietoja keskenään.

Hajautettu radiojärjestelmä näyttää soveltuvan käyttöön paremmin silloin kun tilaaja haluaa kilpailuttaa eri linjojen liikennöinnin - nimenomaan silloin, kun samalla laajennetaan joukkoliikenteen telematiikkaa kokonaan uudelle alueelle, joka ei vielä ole tukiasemaverkon kuuluvuusalueella.

Vielä selvittämätön asia on IT-radioverkon suorituskyky alueella, jolla liikennöi hetkellisesti erittäin suuri määrä busseja ja raitiovaunuja. Luotettava käsitys asiasta saadaan vasta käytännön havaintojen kautta lähivuosina. Tällä hetkellä ei kuitenkaan ole epäilyjä siitä, että verkon suorituskyky tulisi rajoittamaan HELMI-järjestelmän toimintaa. Jos näin kuitenkin olisi, niin verkon tehoa voidaan helposti nostaa lisäämällä uusia tukiasemia kuormitetuimmille alueille.
   

Lisää tietoja IT-radiotekniikasta on seuraavissa viitteissä (25.10.2004)

Yleistä:
     http://true-realtime.com

Videoesimerkki ajantasaisen aikataulun toiminnasta
    http://true-realtime.com/implemented.php

Technical System for Passenger and Driver information, etc
    http://true-realtime.com/pdf/thesis_13.pdf  

Improved Passenger Information
     http://true-realtime.com/pdf/thesis_10.pdf

  
Helsingin kaupunki  ·  Liikennesuunnitteluosasto