Palaa edelliseen osaan

Opintomatka Pariisin vuonna 1980
Osa 1/3

Helsingin liikennevalojärjestelmä oli 1970-luvun lopussa kovasti kehittymässä - uudet tekniikat ja ohjaustavat olivat tulossa. Ja nimenomaan niistä oli tarkoitus saada tietoa Pariisin matkalla.

Tekstiin on liitetty kommentteja, jotka kertovat esitettyjen näkemysten taustoista sekä myös siitä, mihin ajatukset myöhemmin johtivat - vai jäivätkö ne vain haaveiksi. Kommentit on kirjoitettu kursiivilla ja ovat peräisin vuodelta 2014.

TIETOKONEET LIIKENTEEN VALO-OHJAUKSESSA

Tietokoneohjatut liikennevalojärjestelmät ovat 1970-luvun aikana nopeasti yleistyneet eri puolilIa maailmaa. Niiden edullinen kustannuskehitys ja parantunut suorituskyky ovat tuoneet ne lukuisiin keskikokoisiin ja pieniin kaupunkeihin. Jopa 10 - 20 risteyksen liikennevalojärjestelmä on nykyään edullista toteuttaa tietokoneohjattuna.

Liikennevalojärjestelmien toimintaperiaatteet

Viimeisen kymmenen vuoden aikana tietokoneohjattujen liikennevalojärjestelmien toimintaperiaatteet eivät ole olennaisesti muuttuneet. Vallalla on kaksi periaatetta, ohjelmanvalinta ja ohjelmanmuodostus, joilla kummallakin on omat kannattajansa.

Ohjelmanvalinta

Eurooppalaiset liikennevalojärjestelmien valmistajat mm. CGA, GEC, Plessey, Siemens sekä Fiskars Suomesta uskovat ainakin toistaiseksi ohjelmanvalintaperiaatteeseen. Tietokoneiden muistiin on talletettu 10 - 30 erilaista ennakolta suunniteltua liikennevalo-ohjelmaa, jotka tulevat automaattisesti käyttöön erilaisissa liikennetilanteissa.

Helsingin kaikki kolme liikennevalojärjestelmää toimivat ohjelmanvalinnalla.

Atlantin toisella puolella kehitetään voimakkaasti ohjelmanmuodostusta. Kiinteitä valo-ohjelmia ei ole vaan tietokone säätää jatkuvasti valojen toimintaa liikenteen mukaan. Se vastaa meillä erillisesti toimivissa liikennevaloissa käytetyn valojen ohjaustavan soveltamista koko katuverkkoon.

Käytännöstä saadut kokemukset ovat osoittaneet, että ohjelmanvalinta on ainakin toistaiseksi osoittautunut edullisemmaksi kuin ohjelmanmuodostus. Tosin viime vuosina eräät Englannissa tehdyt tutkimukset ovat antaneet viitteitä siitä, ettei tätä tulosta ole syytä vielä pitää lopullisena.

Viimeinen lause osoittautuikin 1980-luvulla oikeaan osuneeksi - englantilainen SCOOT- ohjaustapa yhdisti ohjelmanvalinnan ja ohjelmanmuodostuksen hyvät ominaisuudet. Sitä pidetään nykyään tietokoneohjattujen liikennevalojärjestelmien ykkösenä.

Ohjelmanvalintaperiaate ei kuitenkaan ole riittävän joustava ottamaan huomioon kaikkia liikenteessä tapahtuvia muutoksia. Jos valo-ohjelmia on liian vähän tai niiden vaihtumiset eivät tapahdu oikea-aikaisesti, aiheutuu liikenteelle tarpeetonta ajanhukkaa. Tästä syystä valo-ohjelmia on säädettävä liikenteen vaihtelujen mukaan.

Valo-ohjelmien säätö voi tapahtua joko tietokoneessa tai paikallisesti risteyskojeissa. Varsinkin viimevuosina "älykkäiden" mikroprosessiohjattuien risteyskojeiden tullessa markkinoille ovat paikalliset valo-ohjelmien säädöt yleistymässä. Niiden etuna on suurempi joustavuus sekä tarpeettoman tiedonsiirron väheneminen tietokoneen ja risteyskojeen väliltä. Ohjaus tulee siten yksinkertaisemmaksi ja toimintavarmemmaksi.

Helsingissä ohjelmansäädöt (6 risteyksessä) on toistaiseksi toteutettu tietokoneessa. Kuluvan syksyn aikana tulevat käyttöön ensimmäiset risteyskojeet, jossa paikalliset ohjelmansäädöt ovat mahdollisia. Tämä merkinnee edistysaskelta valo-ohjauksen kehittämisessä Helsingissä paitsi liikenteen sujuvuuden myös kustannuksissa. Tietokoneessa toteutetun ohjelmansäädön kustannukset ovat saattaneet ylittää koko risteyskojeen hankintakustannukset.

Mikroprosessoripohjaiset ohjauskojeet todella lopettivat kertaheitolla tietokoneeseen ohjelmoitujen ohjelmansäätöjen toteuttamisen.

Aluksi risteyskojeen ohjelmansäädöt olivat vaatimattomia - esimerkiksi ajosuunnan vihreän poisjättö tai vihreän pidennys. Osaamisen ja ohjelmointimahdollisuuksien paraneminen johtivat vähitellen valojen nykyiseen toimintatapaan: risteyskoje säätää valojen ajoitusta keskuksen ohjauskäskyjen tai risteyskojeessa olevan raamiajoituksen puitteissa.

Muu liikenteen ohjaus

Tietokoneohjattuihin liikennevalojärjestelmiin liittyy yleensä seuraavia ominaisuuksia.

• Joukkoliikenteen etuisuudet
  Toteutetaan risteyksittäin paikallisilla valo-ohjelman säädöillä (Helsingissä toteutettu 4 risteyksessä raitiovaunujen etuisuudet)
• Hälytysajoneuvojen vihreät aallot
  Varmistetaan palo- ja sairasautoille esteetön kulku yhden tai useamman liittymän läpi. (Helsingissä harkittu toteutusta Erottajan paloaseman ympäristössä).
• Pysäköintilaitosten täyttymisen valvonta
  Ilmoitetaan tärkeimpien pysäköintilaitosten vapaa tila opastauluin (Helsingissä lukuun ottamatta Mustikkamaan pysäköintialuetta ei asiaa ole tutkittu).
• Reittiohjauksen käyttö
  Osoitetaan liikenteelle tietyissä olosuhteissa soveliain ajoreitti tai ajoreitit. Käytetään normaaleissa liikenneolosuhteissa ja erikoistilanteiden aiheuttamissa liikenneruuhkissa (Helsingissä reittiohjauksen käyttöä tutkittu Ruoholahden junaliikenteeseen liittyvän liikenteenohjaussuunnitelmanyhteydessä).

Esimerkki reitti- ja pysäköintilaitosten ohjauksen opastustauluista

• Televisiojärjestelmät
  Liikenteellisesti tärkeimpiin risteyksiin asennettujen TV-kameroiden avulla ohjataan valojen toimintaa. (Helsingissä 6 TV-kameraa ilman erityistä käyttöjärjestelmää).
• Liikennevalojärjestelmien oheislaitteet
  Tietokoneohjattuihin liikennevalojärjestelmiin liittyvät oheislaitteet ovat voimakkaasti kehittyneet. Kirjoitinpäätteiden tilalle ovat tulleet usein värilliset kuvaputkipäätteet. Samoin reikänauhalaitteet on korvattu magneettinauha-asemin. Rivikirjoittimia sekä erilaisia piirtureita on myös käytössä.

Tuntuu uskomattomalta, mutta tuolloin ei Helsingin liikennevalojärjestelmässä ollut vielä ensimmäistäkään kuvaputkipäätettä. Ensimmäinen sellainen saatiin vasta vuonna 1983 uuden FTC-12000 liikennevalotietokoneen hankinnan yhteydessä.

Nykyaikainen liikennevalotietokoneen kuvaputkipääte.

Erityisen selvästi ovat parantuneet liikennevalojärjestelmien tilaa osoittavat näyttötaulut. Normaalien valot "toiminnassa - vilkulla - häiriö" -tietojen ohella näyttötaulut osoittavat liikenteen sujumisen eri alueilla, jonojen pituudet tai muut poikkeukselliset tilanteet. On luonnollista, että näiden tietojen avulla liikennevalojen ohjausta voidaan tehostaa ja saada liikenne myös sujumaan paremmin.

Vuonna 1983 liikennevalojen ohjauskeskusta uusittaessa valvontakarttatauluun tulikin monia ominaisuuksia, joiden ajatus oli syntynyt Pariisin matkalla. Esimerkiksi liikennemäärien ja liikenteen kehitystä kuvaavat pienet kolmivärivalonäytöt karttataululla olivat tällaisia.

Yksityiskohta St. Dennisin liikenteenohjauskeskuksen valvontataulusta.

Liikennevalojärjestelmät ovat voimakkaasti kehittyneet viime vuosina. Erityisen merkille pantavaa on kiinteä yhteistyö, joka näyttää vallitsevan eri maissa laitevalmistajien, viranomaisten ja tutkimuslaitosten välilIä.

Hyviä esimerkkejä ovat Glasgow'n ja Englannin tielaboratorion sekä Pariisin ja GCA:n välinen yhteistyö. Yhteistyö on toisaalta luonnollista, sillä ilman todellisuudessa tapahtuvia kokeiluja on vaikea kuvitella menetelmien ja laitteiden kehittyvän. Myös viranomaiset voivat tällä tavoin ohjata asiaa haluamaansa suuntaan.

Helsingin tietokoneohjattu liikennevalojärjestelmä on liikenneteknisen toimintaperiaatteensa suhteen yhä vertailukelpoinen useimpien eurooppalaisten järjestelmien kanssa. Valo-ohjelmien valinta aikataulun mukaan tuntuu olevan yleisin ohjaustapa. Valo-ohjelmien säätö on muualla yleisempää kuin Helsingissä.

Teknisiltä ominaisuuksiltaan Helsingin liikennevalojärjestelmä on sen sijaan eräiltä osin vanhentunut. Käyttäjän kannalta tämä tuntuu selvimmin oheislaitteiden kömpelyytenä ja käyttöohjelmiston puutteellisuutena.

Erityisesti tietokoneisiin liitetyt kirjoitinpäätteet ovat hitaita ja hankalia käyttää. Ne tulisi pääosin korvata kuvaputkipäätteillä mahdollista lokikirjapäätettä lukuun ottamatta.

Liikennevalojen käyttöön liittyvä ohjelmisto, jonka pääasiallisena tarvitsijana on poliisi, on Helsingissä varsin tyydyttävä. Sen sijaan liikennesuunnittelijan tarvitsema ohjelmisto, jonka avulla suunnitellaan ja tulostetaan liikennevalojen toimintaan liittyvää aineistoa on eräissä tapauksissa riittämätön.

Kun liikennevalojen toimintaan liittyviä parametreja on syötettävä tietokoneeseen binaarimuodossa (0001100110110111001110) ei enää voida puhua käytön vaivattomuudesta. Todettakoon kuitenkin, että eräissä tapauksissa ohjelmisto on sangen korkealuokkaista - mm. vihreän aallon tulostaminen graafisesti tuskin sisältyy kovin monen liikennevalojärjestelmän perusohjelmistoon.

Liikennevalojen ohjauskeskukset

Liikennevalojen ohjauskeskuksiin liittyy kahdenlaista toimintaa: liikennevarojen käyttöä ja suunnittelua. Käyttötoiminnat on yleensä keskitetty muulta toiminnalta rauhoitettuun valvontahuoneeseen. Myös suunnittelu tapahtuu sille varatuissa erillisissä tiloissa.

Esimerkiksi Strassbourgin kaupungin liikennevalojen ohjauskeskuksessa oli lähes 100 m²:n valvontahuoneen lisäksi 3 erillistä huonetta liikennevalojen suunnittelijoita varten. Henkilökunnan määrä oli kokonaisuudessaan 4 liikenne- ja elektroniikkasuunnittelijaa, yksi operaattori sekä kerrallaan yksi poliisimies. Liikennevaloja on Strassbourgissa aluksi 120 risteyksessä, mutta myöhemmin niiden maarää lisätään aina 200 - 300 asti.

Yleiskuva Strasbourgin liikennevalojen ohjauskeskuksesta.

Helsingin liikennevalojen ohjauskeskusta rakennettaessa ei ollut käytettävissä esimerkkejä muualta. Seurauksena onkin liikennevalojen suunnitteluun tarvittavien tilojen täydellinen puuttuminen. Nykyisin suunnittelu tapahtuu valvontahuoneessa kaiken muun toiminnan ympäröimänä. Tämä ei voi olla vaikuttamatta työn tuloksiin. Pitemmällä tähtäimellä tilaa pitäisikin lisätä ohjauskeskusta laajentamalla.

Vuoden 1983 liikenteenohjauskeskuksen uusinta tuli oikeaan paikkaan. Sen suunnittelussa voitiin ottaa huomioon juuri niitä kokemuksia, joita matkalla sain - esimerkiksi uuteen keskukseen tuli erilliset työhuoneet ja kokoustila, joita vanhassa keskuksessa ei lainkaan ollut.

Sen sijaan Ruoholahden junaohjelmat tulivat käyttöön heti kun siihen alkoi olla teknisiä mahdollisuuksia. Ne vähän lievittivät junien aiheuttamaa liikennekurjuutta, joskin ilman niitä tilanne olisi ollut monin verroin surkeampi.

Helsingin liikennevalojärjestelmää rakennetaan vuosittain noin 2 Mmk:lla. Lisäksi huoltoon ja korjauksiin käytetään lähes 1,5 Mmk:lla. Näistä rahoista vain murto-osa (1 - 2 %) on toistaiseksi suunnattu liikennevalojärjestelmän kehittämiseen. Esimerkiksi Ruoholahdessa junista aiheutuvia haittoja vähentävän liikennevalo-ohjauksen toteutus tulee siirtymään tuleviin vuosiin määrärahojen puutteen takia.

Toisaalta tulevina vuosina on välttämättä ryhdyttävä uusimaan vanhoja 1960-luvun laitteita sen sijaan että jatkuvasti rakennettaisiin vuosittain 10 - 15 uutta liikennevaloristeystä. Jo nyt ollaan siinä nurinkurisessa tilanteessa, että keskustassa, jossa liikenne on vilkkainta, valot toimivat jäykemmin kuin vähäliikenteisimmillä esikaupunkialueilla.

Kesti vielä monta vuotta ennenkuin oli taloudellisia mahdollisuuksia liikennevalokojeiden uusintoihin. Vähitellen kojeet alkoivat uusiutua, vaikka silloisten mikroprosessorikojeiden ominaisuudet eivät vielä riittäneet kovin joustavaan valo-ohjaukseen.

Liikennevalojärjestelmän suunnittelu ja ylläpito vaatii myös vuosittain yhä enemmän suunnittelutyötä. Ei riitä, että liikennevalot on kerran suunniteltu, vaan niiden toimintaa on voitava seurata ja muuttaa liikenteen muuttuessa. Näin voitaisiin sekä auto- että jalankulkuliikenteen sujuvuutta parantaa.

Nykyiset henkilöresurssit ovat riittämättömät. Liikennevaloja suunnitellaan yhä samalla henkilömäärällä kuin 10 vuotta sitten, jolloin valojen määrä oli vain puolet nykyisestä eikä valo-ohjaus ollut saavuttanut vielä sitä asemaa, joka sillä nykyisessä liikenteen ohjauksessa on.

Liikennevalojen suunnitteluun tulikin myöhemmin kohennusta. Uudet liikennevalot toimivat liikenteellisesti aiempaa joustavammin - kunhan ne oli ensin suunniteltu ja ohjelmoitu. Ja nimenomaan tämä oli aikanaan peruste henkilöstön lisäykselle.

JOUKKOLIIKENNE LIIKENTEEN OHJAUKSESSA

Viime vuosina useissa Euroopan kaupungeissa on ryhdytty parantamaan joukkoliikenteen liikennöintiin liittyviä elektronisia liikenteenohjausjärjestelmiä. Tähän on antanut mahdollisuuden toisaalta alueellisen liikennevalo-ohjauksen yleistyminen ja toisaalta mikroprosessoritekniikkaan perustuvien tiedonsiirtolaitteiden edullisuus.

Esimerkiksi Helsingin kokoinen Strassbourgin kaupunki on toteuttamassa kokonaiskustannuksiltaan noin 11 Mmk:n tietokoneohjattua liikenteenohjausjärjestelmää, jonka eräänä olennaisena osana on joukkoliikenteen valvonta ja ohjaus.

Liikenteenohjausjärjestelmien tavoitteena on nopeuttaa joukkoliikennettä ja lisätä sen säännöllisyyttä ja täsmällisyyttä.

Joukkoliikenteen nopeuttaminen tapahtuu säätämällä liikennevalojen toimintaa siten että joukkoliikenteen viivytykset vähenevät. Säännöllisyyden ja täsmällisyyden lisääminen tapahtuu erityisellä valvontajärjestelmällä, jolla vaikutetaan yksittäisten joukkoliikenneajoneuvojen kulkuun.

• kiinteät eli passiiviset etuisuudet
• ilmaisinvaikutteiset eli aktiiviset etuisuudet.

Kiinteät etuisuudet merkitsevät että liikennevalojen ajoituksissa joukkoliikenteen erityisvaatimukset on otettu huomioon. Kiinteät etuisuudet toteutuvat siten säännöllisesti riippumatta siitä onko joukkoliikenne-ajoneuvo tulossa liikennevaloihin tai ei.

Ilmaisinvaikutteiset etuisuudet merkitsevät että liikennevalojen joukkoliikennettä hyödyttävä toiminta tapahtuu joukkoliikenneilmaisimen perusteella ja vain silloin kun joukkoliikenneajoneuvo on lähestymässä liikennevaloja. Muulloin valot toimivat normaaliin tapaan.

Joukkoliikenteen kiinteistä etuisuuksista yleisimmät lienevät joukkoliikenteen ajorytmin mukaiset vihreät aallot. Niiden suunnittelua varten on Englannin tie- ja liikennelaboratorio kehittänyt tietokoneohjelman TRANSYT. Ohjelma on varsin yleisesti tunnettu eri puolilla maailmaa. Helsingissä sitä on käytetty jo useita vuosia mm. Mannerheimintien, Hämeentien ja Porkkalankadun "bussiaaltojen" suunnitteluun.

Helsingissä TRANSYT-ohjelman käyttö on rajoittunut toistaiseksi yhden väylän joukkoliikenteen vihreän aallon suunnitteluun. Ohjelmaa voidaan käyttää kuitenkin myös joukkoliikennettä painottavan valo-ohjauksen suunnitteluun sellaisessa katuverkossa, jossa on lukuisia "ristiin rastiin" kulkevia joukkoliikennelinjoja.

Saadut kokemukset mm. Glasgow'sta ja Bernistä osoittivat, että joukkoliikennettä voitiin näin nopeuttaa 5-10 % ilman että tästä aiheutui olennaisia haittoja muulle liikenteelle. Esimerkiksi Helsingin ydinkeskustan liikennevaloissa vastaava tulos saattaisi olla mahdollinen - toisaalta alueen jalankulkuliikenteen merkittävän aseman takia parannus olisi todennäköisesti vähäisempi.

Myös Helsingissä käytettiin TRANSYT-ohjelmalla tehtyjä valoajoituksia monilla pääväylillä, joilla oli paljon joukkoliikennettä. Kokemukset olivat vaihtelevia. Hyviä tuloksia saatiin Hämeentieltä ja Mannerheimintieltä, kun taas Runeberginkatu, jossa ratikoiden ja eri bussilinjojen pysäkit sijaitsivat kaikki eri risteysväleillä, oli pettymys.

Ongelmaksi nousi, erityisesti julkisuudessa se, että valokierroilla joilla bussi tai ratikkaa ei ollut, joukkoliikenteen ajorytmin mukaan sovitettu vihreä aalto näytti huonolta erityisesti ruuhka-aikojen ulkopuolella. Muutamia poikkeuksia lukuunottamatta joukkoliikenteen kiinteät etuudet korvaantuivat ilmaisinvaikutteisilla etuuksilla. Pieni osa jäi kokonaan pois käytöstä.

Joukkoliikenteen ilmaisinvaikutteiset etuisuudet liikennevaloissa ovat viime vuosina nopeasti yleistyneet sekä Euroopassa että myös Yhdysvalloissa. Monet katsovat tämän ominaisuuden kuuluvan jo normaaliin valo-ohjaukseen. Useissa liikennevalokojeissa onkin valmiina laitteet sen toteuttamiseksi.

Tuloksia ilmaisin-vaikutteisista etuisuuksista

Seuraavassa on luettelomaisesti esimerkkejä ilmaisinvaikutteisilla etuisuuksilla saavutetuista tuloksista:

• Derby (1974)- linja-autojen liikennevaloviivytykset vähenivät 21 s (47 %) yhdessä liittymässä. Muulle liikenteelle ei vaikutuksia
• Tukholma (1977) - linja-autojen matka-aika väheni 46 s (7 %) 3 km pituisella väylällä, jolla oli 15 liikennevalot. Muun liikenteen vaikutukset vähäisiä.
• Swansea (1980)- linja-autojen matka-aika väheni 39 s (13 %) 2 km pituisella väylällä, jolla oli 7 liikennevalot. Muulle liikenteelle aiheutui 2 s lisäviivytys yksiä liikennevaloja kohden
• Glasgow (1980) linja-autojen matka-aika väheni 10-15 % eri reiteillä 7 yhteenkytketyn liikennevaloristeyksen katuverkossa. Muulle liikenteelle ei vaikutuksia.

Varsinkin viimeksi mainittu tulos on merkittävä, sillä liikennevalojärjestelmän ja joukkoliikennereitistön suhteen se vastaa Helsingin keskustan olosuhteita.

Helsingissä on raitiovaunuille toteutettu ilmaisinvaikutteisia etuisuuksia neljässä risteyksessä. Sturenkatu/Helsinginkatu - risteyksessä raitiovaunujen odotusajat liikennevaloissa vähenivät etuisuuksien ansiosta ruuhka-aikana 23 s (70 %). Muulle liikenteelle ei tästä aiheutunut haittaa. Kolmen muun risteyksen osalta vastaavaa selvitystä ei ole tehty.

Joukkoliikenne-etuuksien lisääminen ei vielä 1980-luvun alussa edistynyt - vuonna 1985 raitiovaunujen etuuksia oli käytössä vasta 16 risteyksessä ja bussietuuksia 3 risteyksessä. Mutta pian tämän jälkeen etuuksien toteutus pääsi kunnolla käynnistymään.

Muualla maailmassa ilmaisinvaikutteisia etuisuuksia on toteutettu pääasiassa linja-autoille. Ilmaisimina on käytetty joko pitkäsilmukkailmaisimia tai lähetinilmaisimia.

Pitkäsilmukkailmaisin on ajorataan upotettu 10 x 2,5 m kokoinen läsnäoloilmaisin. Sen herkkyys on viritetty siten, että se havaitsee vain linja-autot.

Lähetinilmaisin on kaksiosainen; toinen osa on ajorataan upotettu pienikokoinen ilmaisinsilmukka ja toinen linja-autoon kiinnitetty tunnistin. Tunnistin on säädetty siten, että se aiheuttaa silmukkaan ilmaisun.

Joukkoliikenneilmaisimena käytetyn lähetinilmaisimen (OMERA) toimintaperiaate.

Pitkäsilmukkailmaisimia on käytössä toistaiseksi vain Ruotsissa. Suomessa niitä on kokeiltu Tampereella yhdessä risteyksessä. Kokeilun rahoitti liikenneministeriö. Helsingissä on varauduttu kokeilemaan pitkä-silmukkailmaisinta Viikintie/Pihlajamäentie liittymään tulevissa liikennevaloissa.

Pitkäsilmukkailmaisimia kokeiltiin huonoin tuloksin - ilmaisimen herkkyyttä ei pystytty kunnolla vakioimaan vaan silloin tällöin ilmaisin ei havainnut busseja lainkaan tai sitten luokitteli lähes kaikki ajoneuvot busseiksi. Vikaa oli niin silmukoiden silloisessa asentamistekniikassa kuin ilmaisinvahvistimissa.

Muualla Euroopassa käytetään lähes yksinomaan lähetinilmaisimia. Niiden etuna on suuri toimintavarmuus, tarkka erottelukyky (eri suuntiin kääntyvät linja-autot voidaan erotella) sekä mahdollisuus liittää ne linja-autojen liikennöinnin valvonta- ja ohjausjärjestelmiin. Lisäksi ne soveltuvat myös raitiovaunujen havaitsemiseen.

Lähetinilmaisimien hintakehitys on ollut suotuisa: esimerkiksi Swansean kaupungin 120 paikallisbussin varustaminen lähetinyksiköillä maksoi 70 000 markkaa.

Kun otetaan huomioon ilmaisinsilmukoiden rikkoutumistodennäköisyys - pitkällä silmukalla se on monikertainen pieneen silmukkaan verrattuna - ja lähetinilmaisimen toimintavarmuus - pitkän silmukan viritys on tehtävä huolellisesti ja aika ajoin tarkistettava - tulisi Helsingissäkin siirtyä käyttämään lähetinilmaisimia joukkoliikenneajoneuvojen havaitsemisessa.

Lähetin (Plessey) linja-autoon kiinnitettynä

Erilaisia bussien lähetinilmaisimia kokeiltiin 1990-luvun alussa. Mikään niistä ei kelvannut, vaikka tahto oli suuri. Vasta HELMIN tulo ratkaisi tämän yli 15 vuotta kestäneen ongelman lopullisesti.

Joukkoliikenteen säännöllisyys vaikuttaa matkustajan kokonaismatka-aikaan enemmän kuin pieni matka-ajan lyhennys. Vuorovälin pysyminen 10 minuutissa sen sijaan että se hetkellisesti venyisi 15 minuuttiin lyhentää matka-aikaa keskimäärin 2,5 min. Tämä on jo huomattavasti suurempi ajansäästö kuin yhdessäkään edellä esitetyssä esimerkissä liikennevalojen avulla voitiin saavuttaa.

Joukkoliikenteen täsmällisyydellä on myös suuri merkitys linjalta toiseen vaihtaville matkustajille - esimerkiksi metron liityntäliikenteessä tai keskustan läpi kulkevilla heilurilinjoilla.

Seuraavassa on lyhyesti kuvattu Strassburgin kaupungissa käyttöön tulevan joukkoliikenteen valvonta- ja ohjausjärjestelmän periaatteet ja laitteet.

Strasbourgissa on asukkaita 400 000. Linja-autolinjasto käsittää 12 linjaa, joista 2 on kehämäisiä linjoja. Loput ovat enemmän tai vähemmän keskustan kautta kulkevia heilurilinjoja. Koko linjaston pituus on 170 km. Linja-autokaistoja on vain 3,8 km (Helsingissä 40 km).

Ensimmäisen vaiheen valvonta- ja ohjausjärjestelmään on liitetty 2 linjaa ja 60 linja-autoa. Myöhemmin järjestelmää laajennetaan kaikille linjoille, jolloin sen piiriin tulee kuulumaan kaikkiaan 200 linja-autoa.

Valvonta- ja ohjausjärjestelmän avulla seurataan kaikkien linja-autojen kulkua linjalla ja annetaan ohjeita linja-autojen kuljettajille.

Valvontakeskuksen ja linja-auton välillä on radioyhteys. Tämän avulla jokaisesta linja-autosta välittyy automaattisesti 20 s välein tieto ajetusta matkasta, matkustajien määrästä sekä mahdollisista erikoistilanteista. Tiedot käsitellään valvontakeskuksen tietokoneessa, joka mm. laskee jokaisen linja-auton sijainnin linjalla.

Tämän jälkeen tietokone vertaa kunkin linja-auton aikataulussa pysymistä ja vuoroväliä edellä ja jäljessä ajavaan linja-autoon. Vertailun perusteella tietokone välittää linja-auton kuljettajille mm. seuraavia ohjeita:

• odota
• kiirehdi (olet jäljessä aikataulusta)
• hidasta (olet edellä aikataulusta)
• lähtöhetki 5 min. kuluttua
• lähtöhetki 3 min. kuluttua
• lähtöhetki nyt.

Tiedonvälitys kuljettajalle tapahtuu täysin automaattisesti, mutta tarvittaessa valvontakeskuksen henkilökunta voi välittää tiedot myös käsin.

Kuljettaja ja valvontakeskuksen henkilökunta voivat myös keskustella keskenään radion avulla. Tältä osin järjestelmä vastannee pääpiirteittäin Helsingin liikennelaitoksen viestijärjestelmää.

Laitteet

Valvonta- ja ohjausjärjestelmä muodostuu seuraavista laitteista:

• keskus, jossa on tietokone (SOLAR 16-40) levymuisteineen, kirjoitinpääte, kaksi magneettinauha-asemaa tilastollisen aineiston keruuta varten, kaksi värikuvaputkipäätettä, värillinen näyttöpääte, iso näyttötaulu sekä radioyhteyslaitteet kaksisuuntaista tiedon- ja puheensiirtoa varten
• linja-autojen laitteisto, joka mittaa ajetun matkan, havaitsee ovien avautumisen antaa pienellä näyttölaitteella ohjeita kuljettajalle sekä huolehtii tiedonsiirrosta linja-auton ja keskuksen välillä.

Keskuksessa oleva tietokone on yhdistetty liikennevaloja ohjaavaan tietokoneeseen. Liikennevalojen toiminnassa voidaan siten ottaa huomioon myös linja-autot. Niille linja-autoille, jotka ovat aikataulustaan edellä, ei etuisuuksia liikennevaloissa toteuteta.

HELMI - Helsingin joukkoliikenteen liikennevaloetuus ja matkustajainformaatio toteutui 1990-luvulla. Siinä oli kaikki samat toiminnot kuin esimerkiksi Strasbourgin järjestelmässä, mutta paljon uudenaikaisemmin toteutettuna - olihan HELMI aikanaan eräs Euroopan edistyksellisimpiä järjestelmiä aivan samalla tavalla kuin Strabourgin järjestelmä runsas vuosikymmen aikaisemmin.

Strasbourgin linja-autolinjasto

TIETOKONEMALLIT - UUSI KEINO LIIKENTEEN OHJAUKSEN SUUNNITTELUUN

Liikenteen ohjauksen mallit

Liikenteenohjausjärjestelyjä kuten katujen yksisuuntaistamisia, kääntymiskieltoja, kaistavarauksia, läpiajokieltoja tai liikennevalo-ohjausta suunniteltaessa saattaa olla vaikeaa ennakolta arvioida toimenpiteen liikenteellisiä vaikutuksia.

Päätöksentekijöille kuvaillaan usein järjestelyn liikenteellistä toimivuutta esimerkiksi "hyväksi" tai "tyydyttäväksi". Sen sijaan varsinaisia mitattavia laatutekijöitä kuten liikenteen viivytyksiä, jonopituuksia, polttoainekulutusta tms. ei välttämättä tunneta.

Eräs syy tähän lienee näiden tekijöiden monimutkaisuus: niiden luotettava arviointi kohtuullisella työpanoksella on lähes mahdotonta varsinkin silloin kun tarkastellaan laajaa osaa katuverkosta. Ongelmaan on kuitenkin viime vuosina löytynyt eräs ratkaisu - tietokonemallit.

Perinteellisesti tietokonemalleja on jo vuosikausia käytetty liikennesuunnittelussa. Niiden avulla on voitu arvioida liikenteen tulevaa kehitystä olemassa olevalla katuverkolla sekä uusien katujen rakentamistarvetta. Esimerkiksi liikennesuunnitteluosastolla on rutiinikäytössä varsin korkealuokkainen liikenne suunnitteluohjelmisto tämäntyyppisiä tarkasteluja varten.

Liikenteen ohjauksen tietokonemalleissa on itse asiassa kysymys samasta asiasta - mallien laajuus ja tarkkuus on vain toinen. Kun liikenne-ennustemallit käsittelevät koko kaupunkia tai kaupunkiseutua yhtenä kokonaisuutena, niin liikenteen ohjauksen mallit rajoittuvat suppeammille alueille. Erona on ennen kaikkea se, että liikenteen ohjauksen mallien elementit ovat yksityiskohtaisempia kuten liikennevaloristeykset, kääntymiskiellot, kaistajärjestelyt, pysäköintirajoitukset yms. - verrattuna perinteellisiin liikenne-ennustemalleihin.

Liikenteen ohjauksen malleilla pyritään kuvaamaan suunniteltavien toimenpiteiden vaikutuksia liikenteen reitinvalintaan ja liikenteelle aiheutuviin hyötyihin ja haittoihin.

Tyypillisiä kysymyksiä, joihin mallien avulla saadaan vastauksia, ovat esimerkiksi seuraavat:

• toimiiko ehdotettu suunnitelma liikenteellisesti, mitkä ovat liikenteen matka-ajat, mikä keskimääräinen jonopituus, mikä on vaikutus polttoainetalouteen,
• missä on todennäköinen pullonkaula, minne liikenne mahdollisesti tulee siirtymään, jos toteutetaan ehdotettu läpiajokielto; kuinka paljon liikenne lisääntyy, jos väylän kaistamäärää lisätään yhdellä,
• mitkä ovat yksilöllisen ja joukkoliikenteen matka-ajat joukkoliikenteen kaistan ollessa käytössä tai pois käytöstä. Mikä on jakeluliikenteen vaikutus joukkoliikennekaistalla,
• miten liikennevalojen ohjaus tulisi toteuttaa, tarvitaanko valojen yhteenkytkentää, miten valot vaikuttavat jalankulkijoihin ja joukkoliikenteeseen.

On kuitenkin muistettava, että mallien avulla saadaan vain osa päätöksenteossa tarvittavasta tietoudesta. Mitä laajempi ja monimutkaisempi päätettävä asia on, sitä useammin muut tekijät ratkaisevat asian. Tämä ei kuitenkaan välttämättä vähennä mallien käyttötarvetta, sillä tällöinkin tulisi olla selvillä toteutettavan vaihtoehdon seurausvaikutuksista yms.

Esimerkki TRANSYT-ohjelman tulotuksesta

Liikenteen ohjauksen malleista ei mikään ole yleispätevä kaikkiin tarkoituksiin. Seuraavassa on lyhyesti luonnehdittu eräiden mallien käyttöalueita.

1. CONTRAM - katuverkon liikenteenohjaus ruuhka-aikoina, ottaa huomioon liikenteen reitinvalinnan
2. TRAFIQUE - kuten edellinen; lienee vähemmän tunnettu
3. TRANSYT - liikennevaloin ohjattu katu-verkko; käytössä Helsingissä
4. TRANSIGN - moottoritie- ja valo-ohjatun katuverkon liikenteen ohjauksen yhteensovittaminen
5. SIGSIM - liikennevalo-ohjattu liittymä.

Lopuksi pieni esimerkki liikenteen ohjauksen mallin käytöstä Helsingin oloissa:

Vihdintielle rakennetaan vuoden loppuun mennessä 10 liikennevalot. Niiden toiminnan suunnittelussa käytettiin Transyt-mallia. Mallin avulla tutkittiin mm. seuraavaa ongelmaa:

Toteutetaanko Vihdintien ylittävällä Kehä I:llä kahdessa valo-ohjatussa liittymässä valojen toiminta siten, että valojen kiertoaika olisi sama kuin Vihdintien valoissa tai vain puolet tästä.

Käyttämällä Kehällä pienempää kiertoaikaa Kehän liikenteen viivytykset todennäköisesti vähenisivät. Samoin uskottiin että osalla ramppien liikenteestä viivytykset jäisivät myös vähemmäksi. Haitoiksi sen sijaan arvioitiin pysähdysten määrän lisääntymisen ainakin ramppien liikenteeltä mutta mahdollisesti myös Kehän liikenteellä. Vihdintien liikenteelle ei järjestelystä aiheutuisi mitään muutoksia.

Molemmat vaihtoehdot tutkittiin Transyt-mallilla iltaruuhkan ajalta. Ensimmäinen vaihtoehto (sama kiertoaika) tutkittiin normaalin tietokoneajon yhteydessä. Toista vaihtoehtoa varten jouduttiin tekemään ylimääräinen tietokoneajo. Tulokset olivat liikenteen viivytysten ja pysähdysten osalta seuraavat:

Pitäisikö Kehä I:n valojen kiertoajan olla
puolet Vihdintien valojen kiertoajasta?

Vertailulaskelma kiertoajan vaikutuksista

Tietokoneajon tulokset osoittivat, että puolittamalla Kehän valojen kiertoaika saavutettaisiin 4,6 tunnin ajansäästö ruuhkatuntia kohden. Kehän liikenteen pysähdykset lisääntyisivät, mutta ramppiliikenteeltä ne vähenisivät lähes samalla määrällä.

Karkeasti arvioiden tämä merkitsisi vuodessa iltaruuhkan ajalta 2 300 tunnin ajansäästöä. Kun otetaan huomioon vielä valojen aiheuttamat pysähdykset, polttoaineensäästö on vuodessa noin 1 800 litraa.

Ylimääräisen tietokoneajon kustannukset olivat noin 250 mk.

Liikenteenohjauksen tietokonemallit olivat erittäin mielenkiintoisia - ne olivat tuolloin Suomessakin vielä varsin tuntemattomia. Tietokoneiden laskentatehojen parantuessa niistä kehittyi myöhemmin simulointimalleja, joiden avulla saattoi arvioida ja myös seurata kuvaruudulta liikenteen sujumista kuvitellussa liikennetilanteessa.

Seuraavina vuosina tutkittiinkin monia simulointimalleja, mutta yhtäkään ei hankittu. Vasta teknillisen korkeakoulun, nykyisen Aalto-yliopiston piirissä kehitetty HUTSIM -liikennesimulaattori oli se työkalu, jota myöhemmin käytettiin liikennesuunnitteluosastolla monimutkaisten liikennejärjestelyjen analysointiin.

Jatka matkakertomuksen seuraavaan osaan