Raideliikenteen automaatiokokeilut
 

Raideliikenteen automaatiokokeilut

Raideliikenteen älykäs automaatio

Raideliikenteessä älykäs automaatio on keskittynyt liikenteen hallintaan eli kulunohjaukseen ja -valvontaan sekä tasoristeyksien turvaamiseen. Tasoristeyksissä lähestyvä juna aktivoi turva- ja varoituslaitteet ilman ihmisen toimia. Ratapihoilla on myös käytössä paljon tietokoneohjattua automaatiota.

Liikenneviraston Rataliikennekeskuksessa raideliikenteen hallintaa kehitetään tällä hetkellä niin, että liikenteenohjausjärjestelmästä saatavan datan avulla voidaan ennustaa automaattisesti erilaisia häiriötekijöitä ja niiden vaikutuksia liikenteeseen. (Liikennevirasto, 2016, online)

Yksiraiteinen rataverkko vaatii optimointia

Suomen rataverkosta noin 90 % on yksiraiteista. Eri nopeuksilla liikkuvat junat vaativatkin siis liikenteenohjaukselta paljon liikenteen optimointia. Päätöksenteontukijärjestelmät avustavat liikenteenohjaajia, mutta tällä saralla tekoälyn kehittämisessä olisi vielä paljon mahdollisuuksia.

 

Kuljettajan rooli on muuttumassa raideliikenteessä. Kaluston siirtely ja järjestely ratapihoilla voidaan toteuttaa radio-ohjauksen avulla, jolloin kuljettaja voi samanaikaisesti maastossa valvoa kaluston liikkumista ja ajaa kalustoa radio-ohjauslaitteen avulla. Kuljettajan rooli muuttuu vähitellen myös linjaliikenteessä kiskokaluston kuljettajasta liikennöinnin valvojaksi. Automaattisesti tai puoliautomaattisesti liikkuvat yksiköt tulevat yleistymään erityisesti kaupunkiraideliikenteessä.

Kaupunkien metroliikenteessä ja esimerkiksi lentoasemien terminaalien välisessä liikenteessä täysin automaattiset tai kokonaan kauko-ohjatut junat ovat olleet maailmalla yleisessä käytössä jo pitkään. Automaation näissä kohteissa mahdollistaa täysin muulta liikenteeltä eroteltu rataverkko, joka yksinkertaistaa toimintaympäristöä merkittävästi.

Junien energiakulutuksen optimointi älykkään automaation keinoin on myös yksi mahdollinen hyötyjen lähde. Erilaisten junan ohjausoperaatioiden vaatima energiamäärä voi olla yksi parametri päätöksenteon tukijärjestelmissä joko liikenteenohjauskeskuksessa tai junan veturissa kuljettajan tukijärjestelmässä. (Liikenteen älykkään automaation edistämissuunnitelma, 2015)

KUPLA eli kuljettajien päätelaite on tablettisovellus, joka on toiminut keväästä 2016 lähtien veturinkuljettajien ensisijaisena tiedonlähteenä. Paperitulosteita käytetään enää vain varajärjestelmänä. Sovellus mahdollistaa nopean ja reaaliaikaisen tilannetiedon välittämisen junan kuljettajalle. (Kanerva, 2016)

Rautaliikennettä koskevia viranomaisen hallinnassa olevia julkisia aineistoja pyritään julkaisemaan avoimena datana, mikä mahdollistaa uusien palveluiden kehittämisen kenelle tahansa. Esimerkkejä avointa dataa hyödyntävistä palveluista ovat mm. Julia, JunaInfo, Lokomotiivi sekä junat.net-aikataulunäyttö. (Lapinlampi, Sirkiä ja Pirttilahti, 2016, online)

Raideliikenteen automaatiokokeilut

Mahdollisimman teknologianeutraali normisto olisi omiaan edistämään innovatiivisuutta raideliikenteessä. Nykyiset EU-tasolla melko pitkälle yhdenmukaistetut osajärjestelmien ja liikkuvan kaluston käyttöönottolupa- ja hyväksyntäprosessit on suunniteltu markkinoilla tarjottavien tuotteiden vaatimustenmukaisuuden ja yhteentoimivuuden varmistamiseen, eivätkä ne ota tarpeeksi huomioon erilaisia rautatieliikenteen kokeiluja.

Suomessa VR on tehnyt kokeiluja junien energiakulutuksen optimoimiseksi älykkään automaation keinoin.

Konenäköä voidaan jo hyödyntää kunnossapidossa mm. nopeusmerkkien inventoinnissa. Tulevaisuudessa kameroita ja konenäköä voitaisiin hyödyntää esimerkiksi kartoittamalla rataympäristöä reaaliaikaisesti. (VR Track, 2016, online)

Tasoristeysjärjestelmät

Rautatien tasoristeyksissä on älyliikenteen ratkaisujen lähtökohtana ollut kuljettajien huomion kiinnittäminen tasoristeykseen. Kokeilukäytössä on ollut jo jonkin aikaa Suomessa kehitetty aurinkoenergialla toimiva huomiolaite, joka varoittaa tienkäyttäjää tasoristeystä lähestyvästä junasta.

Huomiolaite koostuu kahdesta osasta: rautatiekalustossa olevasta lähettimestä ja huomiolaitteesta, joka sijoitetaan tasoristeyksen läheisyyteen. Rautatatiekalustossa oleva lähetinosa lähettää
huomiolaitteelle GPS-sijaintitietoa kalustosta. Huomiolaite taas käynnistää tämän tiedon pohjalta keltaisena vilkkuvan huomiovalon, kun kalusto on riittävän lähellä tasoristeystä. (Liikennevirasto).

Tasoristeyksiin on myös kehitetty varoitusjärjestelmää, jossa lähestyvästä junasta varoitettaisiin auton sisällä olevassa laitteessa (ajoneuvon oma järjestelmä tai mobiililaite). Näin autoilija tietäisi lähestyessään tasoristeystä, että myös juna on lähestymässä. Tällaisen ratkaisun ongelmana on pidetty sitä, ettei tieto saavuta kaikkia tasoristeystä lähestyviä tienkäyttäjiä.

Itävallassa on kokeiltu muuttuvia opasteita tasoristeystä lähestyttäessä. Tasoristeyksen varoitusmerkkiin syttyvät valot, kun ajoneuvo lähestyy merkkiä.

Rautatieliikenteen automaatio

Nykyisin rautatieliikenteessä on Suomessa käytössä kansallinen junakulunvalvontajärjestelmä (JKV). Tämä järjestelmä vastaa toiminnallisuuksiltaan tulevaisuudessa koko EU:n alueella käyttöön tulevan ERTMS-järjestelmän tasoa 1. ERTMS-järjestelmän eri tasot on kuvattu alla.

ERTMS/ETCS taso 1

  • pistemäinen kulunvalvonta, jossa veturilaitteen laskemaa jarrutuskäyrää päivitetään koodaimen kautta ohjattavien eurobaliisien kautta
  • vaatii näkyvät opastimet sekä raideosuuksien vapaanaolon ilmaisun
  • hyvin samankaltainen nykyisin käytössä olevan junakulunvalvonnan (JKV) kanssa

ERTMS/ETCS taso 2

  • ajolupa välitetään radiosuojastuskeskuksesta (RBC) veturiin GSM-R (tai tulevaisuudessa muun verkon esim. LTE) -verkon kautta
  • ei tarvita näkyviä opastimia, mutta raideosuuksien vapaanaolon ilmaisu on edelleen tarpeen
  • kiinteästi koodattuja eurobaliiseja tarvitaan rataverkolle

ERTMS/ETCS taso 3

  • ajolupa välitetään ja junan sijainti määritetään GSM-R (tai tulevaisuudessa muun verkon esim. LTE) -verkon kautta
  • raideosuuksien vapaanaolon ilmaisua ei tarvita
  • tuo mahdollisuuden liikkuvaan suojaväliin, jossa liikenteessä olevien junien väliset turvallisuuden vaatimat minimietäisyydet määräytyvät junien ominaisuuksien sekä junien nopeuksien perusteella

Lähde: Eurooppalaisen rautatieliikenteen hallintajärjestelmän (ERTMS) Suomen kansallinen toteuttamissuunnitelma (Härkönen, 2006).

Metrojunien automaatio

Metrojunissa automaatiota on ollut käytössä jo 1980-luvulta asti. Euroopan ensimmäinen automaattimetro otettiin käyttöön Ranskan Lillessä vuonna 1983. Automaattisia metrolinjoja on lisäksi ainakin Kööpenhaminassa, Pariisissa ja Lontoossa.

Metrojärjestelmät ovat toimintaympäristöinä suljettuja ja tämän vuoksi yksinkertaisempia toteuttaa automaattisen operoinnin näkökulmasta. Metroliikennettä koskeva sääntely on tällä hetkellä täysin kansallista.

 

 

Lisätietoja

Tomi Anttila,
yksikönpäällikkö,
raideliikenteen infra
tomi.anttila (at) trafi.fi
p. 029 5346 814

Une Tyynilä,
johtava asiantuntija,
TAF/TAP-yhteyspiste
une.tyynila (at) trafi.fi
p. 029 5346 844

Yrjö Mäkelä, raideliikennejohtaja
yrjo.makela (at) trafi.fi
p. 029 5346 825

 

 

 
 

 

Sivu päivitetty 31.10.2016