C-ITS – yleiskatsaus
C-ITS (Vuorovaikutteiset älykkäät liikennejärjestelmät, Cooperative Intelligent Transport Systems) kuvaavat teknologioita ja standardeja, jotka yhdistävät ajoneuvot toisiin ajoneuvoihin (V2V) ja infrastruktuuriin (V2X). Idea on peräisin autoteollisuudesta, ja sen tarkoituksena on lisätä liikenneturvallisuutta. Samoilla standardeilla voidaan kuitenkin toteuttaa useita toimintoja ja erilaisia tehtäviä liikenteenohjauksessa. Martin Frenke, SWARCOn C-ITS-järjestelmien tuotepäällikkö Saksassa, antaa meille yleiskatsauksen.
Pelastuspalvelujen priorisointi
Erikoisajoneuvojen lähettämä viesti tiedottaa muille tienkäyttäjille lähestyvästä pelastusajoneuvosta, mikä käynnistää hätäkaistan muodostamisen ja toiseksi erityisen ohjelman liikennevaloilla ohjatuissa risteyksissä niin, että liikennevalot muuttuvat vihreiksi pelastusajoneuvon kulkusuunnassa. Sen vuoksi kuljettaja tietää, että on turvallista ajaa risteykseen ilman, että muut ajoneuvot tai jalankulkijat ylittävät hänen tiensä.
Joukkoliikenteen priorisointi
Ei-julkisen matkaviestintäradion uudelleenorganisoinnin vuoksi tarvitaan muutoksia julkisen liikenteen ja liikennevalojärjestelmien väliseen kommunikointiin. Tässäkin voidaan käyttää C-ITS-kommunikointia: toisaalta C-ITS voi lähettää myös R09.16 VDV -sanomia ja siten ottaa moderni tekniikka ja suunnittelu käyttöön liikennevalojärjestelmissä. Toisaalta C-ITS tarjoaa myös mahdollisuuden seurata ajoneuvon liikkumista liikennevaloihin, mukauttaa valojen kytkentää ja antaa palautetta ajoneuvolle.
Parempaa tiedottamista tienkäyttäjille
C-ITS:llä voidaan välittää tietoa liikennevalojärjestelmän nykyisistä ja tulevista kytkennöistä, esimerkiksi vihreän ajan ennusteista. Jos tienkäyttäjät tietävät omasta vihreästä aallosta, säästyy energiaa, saasteet vähenevät merkittävästi ja pysähdykset minimoidaan, minkä ansiosta välittyy positiivinen kuva kaupungista. Myös pyöräilijät ja muut tienkäyttäjät voivat nauttia paremmasta ajokokemuksesta.
Vaaroista varoittaminen
Samoin kuin turvavaunut varoittavat moottoriteillä tietöistä C-ITS:llä, tätä tekniikkaa voidaan käyttää koko tieverkossa varoittamaan vaaroista, kuten mustasta jäästä tai rankkasateesta jopa ilman mobiilinettiä.
Toisin kuin valikoivassa, paikallisessa tunnistuksessa C-ITS pystyy tarkkailemaan varustettuja ajoneuvoja joka sekunti tietyllä etäisyydellä (useita satoja metrejä). Tämä mahdollistaa reaaliaikaiset tilastot odotusajoista, pysähdysten määristä, ruuhkien pituudesta, kääntymissuhteista risteyksissä ja nopeuden määrittämisestä. Näiden esimerkkien lisäksi käytettävissä on muita C-ITS-sovelluksia, jotka tekevät liikenteen hallinnasta turvallisempaa ja tehokkaampaa.
Tekniikka
Järjestelmän tekniikka koostuu useista rakenneosista. Ratkaisevat elementit, kuten viestiformaatit tai viestintäkanavat, ovat standardisoituja. Laitteet, ohjelmisto ja niiden integrointi olemassa olevaan tekniikkaan ovat saatavilla markkinoilla. Kaikkein tärkeimmät elementit on lueteltu seuraavassa yleiskatsauksessa:
Standardisoitdut viestit
- CAM: "Cooperative Awareness Message (ETSI EN 302 637-2) kuvaa ajoneuvon sijainnin, nopeuden ja suunnan. Ajoneuvot lähettävät viestin säännöllisesti taajuudella 1 - 10 Hz. Vaihtoehtoisia sisältöjä ovat mm. R09.16-sähkeet tai "sininen majakka päälle".
- DENM: "Decentralized Environmental Notification Message" (ETSI EN 302 637-3) kuvaa vaaravaroitusten koodausta.
- IVI: "In-Vehicle Information“ (ISO 19321) säätelee liikennemerkkien koodausta, mukaan lukien esimerkiksi dynaaminen nopeusrajoitusnäyttö.
- SPAT/MAP (SAE-J2735 ja ISO 19091): "Signal Phase And Timing" voi sisältää sekä nykyisen merkinantotilan ja sen ennusteen. Risteyksien topologian (MAP) standardisoituun kuvaukseen viitaten tulee selväksi, mitä merkinantoryhmää ajosuhde koskee. MAP esittää kaistat ja pysähdysviivat koordinaattipisteiden muodossa. Kuten kaikki viestit, SPAT/MAP voidaan lähettää joko paikallisesti (hyödyllistä sovelluksille, jotka tarvitsevat erittäin tarkkoja ja turvallisia merkinantotietoja) tai välittää internetin kautta (hyödyllistä tiettyjen sovellusten ennusteiden jakamisessa, esim. odotusaika punaisissa valoissa).
Viestintäkanavat
C-ITS kehitettiin alkujaan paikallista viestintää varten ("short range"). Ajoneuvot ja infrastruktuuri voivat viestiä keskenään suoraan maailmanlaajuisesti määritetyllä 5,9 GHz:n taajuusalueella. Siihen ei tarvita matkaviestinverkkoa. Tähän viestintätapaan tarvittava modeemi on osa Road Side Unit -yksikköä, infrastruktuurin C-ITS-laajennusta. Sopivat laitteistot voidaan asentaa ajoneuvoihin jälkikäteen. VW Golf 8:ssa se on jo vakiovaruste. Lyhyen kantaman viestinnän ensimmäinen sukupolvi on nimeltään "ETSI ITS G5" tai "802.11p". Toinen lyhyen kantaman viestinnän sukupolvi tulee markkinoille nimellä "C-V2X" tai "PC5". C-V2X- ja 5G-matkaviestintään integroitujen sirusarjojen ansiosta useat autonvalmistajat suunnittelevat varustelevansa ajoneuvot tällä teknologialla.
Luodut viestit voidaan lisäksi lähettää myös internetin kautta. Annetut tiedot voidaan sitten lähettää tienkäyttäjille matkaviestinnän kautta. 5G lupaa enemmän kaistanleveyttä ja varmistettuja verkkoja, joiden saatavuus on taattu, sekä nopeaa paikallista prosessointitehoa ("Mobile Edge Computing"). Se muodostaa jo tänään ja vielä enemmän tulevaisuudessa tärkeän teknisen rakenneosan modernissa verkottuneessa liikenteenhallinnassa.
Uudet roolit ja tehtävät, enemmän vaihtoehtoja
Pelkästään uusia laitteistoja ostamalla ja asentamalla hyötyä ei saavuteta tai se saavutetaan vain osittain. Liikennejärjestelmien operaattorin on ymmärrettävä roolinsa ja siihen liittyvät uudet tehtävät ja autettava muokkaamaan teknistä muutosta. Se käsittää myös sen, että kasvatetaan tietoa liitetyistä järjestelmistä, IT-turvallisuudesta ja GDPR-asetuksen mukaisesta yksityisyyden suojata, kriittisestä infrastruktuurista tai ISO 27001 -standardista.
Liikennejärjestelmien operaattoreilla on vahva lähtöpiste kehittää uusia sovelluksia ja siten määrittää niiden laatua. Esimerkiksi jokaisen liikennesuunnittelijan käsillä on risteyksen suunnitelma ja vastaava merkinanto-ohjelma ja sen merkinantoryhmät. MAP on helposti laadittava tästä lähtökohdasta. Navigointikarttapalvelut eivät pysty saavuttamaan tätä tiedon, laadun ja ajankohtaisuuden tasoa. MAP on myös perusta uusille toiminnoille. Näin voidaan käsitellä risteystä lähestyvien ajoneuvojen määrää (mahdollisesti jopa täsmällisesti kaistaa kohden), niiden odotettua saapumisaikaa sekä jalankulkijoiden ja pyöräilijöiden läsnäoloa. Joten suunnittelijan kannattaa luoda MAP ja ylläpitää sitä, sillä se vaatii vain vähän aikaa ja vaivaa. Merkinanto-ohjelman tietoa voidaan käyttää liikennevaloennusteille. Tällä välin on todistettu, että hyvä ennuste on monissa tapauksissa mahdollista jopa dynaamisella ja adaptiivisella ohjauksella. Eri skenaariot ovat osoittaneet, että tieto liikennevalon lähestyvästä vaihtumisesta on hyödyllistä liikenteen energiaa säästävän ja tehokkaan hallinnan kannalta.
Ei ole yllättävää, että tämän toiminnon tarjoaminen suoraan liikennetekniikasta ja paikan päällä risteyksessä lupaa parhaat tulokset. Keskitetysti luotu ennuste voi tietyissä olosuhteissa olla myös vaihtoehto. Tämä on tietyissä tapauksissa nopeampi tapa saada koko alueen laajuinen kattavuus. Ne, jotka eivät ole tai eivät juurikaan ole käsitelleet tätä kehitystä, ovat usein hämmästyneitä järjestelmästä. Kymmenen vuoden kehitystyö on antanut paljon tietoa ja kokemusta C-ITS-alalla. Nyt on aika soveltaa kehityksiä, jotta voimme muokata tulevaisuuttamme vastuullisesti.
Lataa julkaisumme
