Robottibussilinjojen haasteena katutyöt

Ville Arffman

Robottibussit eli automaattiset, sähkökäyttöiset ilman kuljettajaa toimivat kulkuneuvot ovat herkkiä operointiympäristön infrastruktuurin muutoksille. Tästä syystä operointiympäristön tulisi pysyä lähes muuttumattomana koko operointikauden ajan. Robottibussi voi tunnistaa esteeksi puiden lehdet ja tienvarren kasvuston. Sääolosuhteiden muuttuessa esimerkiksi loska, lumisade tai lumikinokset voivat keskeyttää operoinnin.

Ohjelmointivaiheessa tehty kartta ei saa muuttua merkittävästi operoinnin aikana

Reitin ohjelmointivaiheessa reittiä ympäröivästä alueesta luodaan kartta keilaamalla ympäristö optisilla tutkilla (LiDAR) ja tallennetaan tarkennetut GNSS-tiedot (RTK-tekniikka).

LiDAR-sensorien havaitsemista ympäristön muodoista tallennetaan karttapohja, johon määritetään robottiautolle muun muassa seuraavat asiat:

  • ajolinja
  • ajonopeus
  • väistämisvelvollisuudet
  • pysäkit.

Automaattisessa tilassa ajavan robottiajoneuvon paikannus tapahtuu vertaamalla ajon aikana havaittavaa reaaliaikaista LiDAR-sensoreiden dataa ohjelmointivaiheessa tehtyyn karttadataan.

Robottiajoneuvon kulkiessa automaattisessa tilassa se kulkee vain ennalta määrättyä reittiä ja noudattaa sille määritettyjä väistämisvelvollisuuksia. Jos automaattisessa tilassa ajavan robottiauton eteen tulee este sen kulkureitillä, ajoneuvo pysähtyy ja jää odottamaan esteen poistumista tai operaattorin/etävalvonnan täytyy kiertää este ajamalla käsin.

Sama pysähtymisongelma tulee vastaan, kun on kyse katutyöstä ajoreitillä tai rakennustyömaasta reitin vieressä, mikä heikentää LiDARien osumasuhdetta määritettyyn karttadataan. Jos osumasuhde laskee liian alas, robottiajoneuvo pysähtyy. Rakennustyömaat reitin varrella aiheuttavat siis operointiympäristön muutoksista johtuvia pysähdyksiä robottibussille, ja tämän lisäksi operointia hankaloittavat työmaille kulkevat tai reitille parkkeeratut raskaat ajoneuvot.

Puolikkaita reittejä

Pääkaupunkiseutua rakennetaan ja huolletaan jatkuvasti. Valmiin, muuttumattoman operointiympäristön löytäminen on todella haasteellista. Kaikkia katutöitä on mahdoton ottaa huomioon suunniteltaessa robottibussin reittejä. Tästä syystä monet suunnitellut operointireitit on jouduttu perumaan tai niitä on jouduttu muuttamaan rakennustyömaiden vuoksi.

Robottibussin operointijaksot ovat olleet pääkaupunkiseudulla 1–6 kuukauden mittaisia, ja niiden aikana katutöitä on tehty monella reitillä, esimerkiksi:

  • Hernesaaren reitti puolittui, satamaan vievä kadun osio jäi pois reitiltä tien kaivutöiden vuoksi (2016 SOHJOA-hanke).
  • Otaniemen reitti puolittui, syynä kaivuu ja kallion räjäytys jäteastioille reitin viereen (2016 SOHJOA-hanke).
  • Hervannan reitti sotkeutui isoista teltoista vappuna (2017 SOHJOA-hanke).
  • Kivikossa Sortti-aseman työmaa ulottui robottibussin reitille uuden kiertotien rakentamisen vuoksi, ja työmaa-ajoneuvoja sekä rakennustarvikkeita oli usein robottibussin reitillä (2018 Helsinki RobobusLine -hanke).
  • Kalasataman ajot siirtyivät kesästä 2018 kesään 2019 alueen rakennustyömaiden vuoksi, ja 2019 kesän reitti muutettiin juuri ennen ohjelmointia lyhyemmäksi alkavan rakennustyömaan vuoksi (2019 Helsinki RobobusLine -hanke).

Reitin vaatima kaupunkitila

Suunniteltaessa automaattista linjaliikenteen reittiä yksi haastava osuus on ajolupien, väliaikaisten liikennejärjestelyiden ja katualueen varauksen pitkä myöntämisaika. Automaattisen ajoneuvon reitin muokkaaminen ulkopuolisten laitevalmistajien toteuttamana on aikaa vievä prosessi, joka tulee reitin muuttuessa ottaa huomioon.

Katualueen varaus, väliaikaiset liikennejärjestelyt sekä lupa autonomiselle ajoreitille haetaan ja hyväksytetään reitille tietyin ehdoin ennen liikennöintiä. Esimerkiksi robottibussin pysäkeiksi varattujen kadunvarsipysäköintipaikkojen ja robottibussin liikennöintiin tarvittavien liikenne- tai pysäkkimerkkien vaihtaminen eri paikkaan vaatii todennäköisesti kokonaan uudet luvat kaupungilta. Kokeiluissa kadunvarsipysäköintialueet, jotka varattiin siirtokehotuskyltein väliaikaisesti robottibussin pysäkiksi, ovat osoittautuneet ongelmallisiksi. Kyltit jäävät hyvin helposti huomiotta, ja muut tienkäyttäjät pysäköivät ajoneuvonsa usein surutta bussin pysäkiksi tarkoitetulle alueelle vaikeuttaen liikennöintiä ja lisäten operaattorin toimia. Jotain pysyvämpää ja virallisempaa ratkaisua kaivattaisiin myös kokeilujen väliaikaisiin pysäkkeihin. Tässä on varmasti mahdollista ottaa oppia esimerkiksi tietöiden takia muutetuista väliaikaisista HSL-pysäkeistä.

Ajellaanko automaattisesti tulevaisuudessa?

Tekniikan ja ohjelmistojen kehittyessä ratkaisuina operointiympäristön muuttumisen aiheuttamiin ongelmiin voivat olla:

  • Kartan muokkaaminen ja reitin teko muuttuvat nopeammaksi ja helpommaksi. Paikallisilla operaattoreilla tulisi olla tekninen kyvykkyys tehdä reittimuutoksia ajoneuvon ohjelmistoon.
  • Automaattisen ajoneuvon etävalvomo ja etäohjaus voidaan tehdä lähes reaaliaikaisella hallinnalla.
  • Automaattisen ajoneuvon navigointijärjestelmä kehittyy oppivaksi ja ympäristöön sopeutuvaksi.
  • Esteiden turvallinen kiertäminen automaattisella reitillä tapahtuu automaattisessa tilassa etäoperaattorin kuittauksella.

Ville Arffman

Ville Arffman toimii projekti-insinöörinä Metropolia Ammattikorkeakoulun älykkään liikkumisen innovaatiokeskittymässä. Robottibussihankkeiden parissa hän on työskennellyt vuodesta 2016 alkaen. Koulutukseltaan hän on tradenomi, ajoneuvoasentaja sekä auto- ja kuljetustekniikan insinööri.

Tämä artikkeli on osa Helsinki Robobusline -julkaisua. Siirry julkaisun etusivulle

Metropolia Ammattikorkeakoulun julkaisuja

Helsinki RobobusLine — Robottibussi Helsingin kaduilla 

© Metropolia Ammattikorkeakoulu

Metropolia Ammattikorkeakoulun julkaisuja
TAITO-sarja 34
Helsinki 2019
ISBN 978-952-328-184-4

ISSN 2669-8021

Julkaisija: Metropolia Ammattikorkeakoulu
Toimittanut: Eetu Rutanen & Milla Åman Kyyrö

 

www.metropolia.fi/julkaisut

Julkaisu on tuotettu osana Metropolia Ammattikorkeakoulun älykkään liikkumisen innovaatiokeskittymän Helsinki RobobusLine -hanketta, joka osarahoitettiin Helsingin kaupungin innovaatiorahaston varoin. Hanke tuki mySMARTLife -hankekokonaisuutta, joka on saanut rahoitusta Euroopan unionin Horisontti 2020 tutkimus- ja innovaatio-ohjelmasta rahoitussopimuksen No 731297 mukaisesti.