Timo Sukuvaara. Älykkäät rekat osana Ilmatieteen laitoksen älyliikennetutkimusta Sodankylässä. Lapin liikenneturvallisuusfoorumi 2017

Transkriptio

1 Timo Sukuvaara Älykkäät rekat osana Ilmatieteen laitoksen älyliikennetutkimusta Sodankylässä Lapin liikenneturvallisuusfoorumi 2017

2 Ilmatieteen laitoksen Arktinen tutkimus Arktinen avaruuskeskus Älykäs liikenne ja interaktiiviset tiesääpalvelut Ilmakehätutkimus Kryosfääritutkimus 2

3 Tausta Älyliikennetutkimus aloitettu Sodankylässä 2006 Celtic Carlink; IEEE g, GPRS Celtic Plus WiSafeCar ja CoMoSeF; IEEE p, 3G Celtic Plus CoMoSeF ja Intelligent Road; räätälöityjä palveluita eri alustoille (Sunit ajoneuvo-pc, laptop, Android tabletti ) Kenttämittauskampanjoita erilaisilla konfiguraatioilla Hybridi vehicle-to-vehicle ja vehicle-to-infrastructure kommunikaatioalusta esimerkkipalveluilla Celtic Carlink; Hybridi IEEE g ja GPRS palvelualusta ja yksinkertainen säätieto ja onnettomuusvaroitus Celtic Plus WiSafeCar; Hybridi IEEE p ja 3G palvelualusta, tarkempi säätieto ja onnettomuusvaroitukset, hyödyntäen erityisesti ajoneuvodataa Celtic Plus CoMoSeF; Kehittyneet pilottipalvelut, p/Wi-Fi/3G, tiesääasema 3

4 Nyt; ITS-kehitysympäristö ja tutkimusryhmä ITS kehitysympäristö Suljettu ajoneuvojen talvitestausrataympäristö, jossa 5Gtestiverkko, tarkka tiesääinformaatio testirataolosuhteisiin sekä ITS-kommunikaatioympäristö ja palvelut Operatiivinen raskaan liikenteen ajoneuvo-fleet älykkäiden tiesääpalveluiden havaintoverkostona sekä palveluiden testiympäristönä Interaktiivinen tutkimustiesääasema Kaikki yleisimmät älyliikenteen kommunikaatiojärjestelmät käytettävissä; 3G/4G/5G, ITS-G5 (IEEE p/WAVE), Wi-Fi (IEEE g/n) Älykkään liikenteen tutkimusryhmä Useita tutkimushankkeita meneillään; (EAKR Älykkäät Arktiset Rekat, EAKR Sod5G, Tekes 5G-Safe, Interreg Wirma, EU Ecsel JU SafeCOP, Celtic Plus CyberWI Mahdollisuus uusiin kumppanuushankkeisiin ja toimintoihin kehitysympäristön ja sitä operoivan tutkimustiimin kautta 4

5 Älykkäät Arktiset Rekat

6 Tausta Bolidenin Kevitsan kaivoksen kaivosliikenteessä kahdentoista täysperävaunurekan ryhmä, joka kuljettaa kaivannaismateriaalia jatkuvatoimisesti (ei kuitenkaan yöllä eikä viikonloppuisin) välillä Kevitsa ja Kemi (260 km). Liikenneturvallisuus tärkeä osa toimintaa. Reitillä operoi myös paljon muuta raskasta ammattiliikennettä, säiliöautoja ja linja-autoja yms., joille liikenneturvallisuus keskeinen asia, ja hankkeen palvelut kiinnostavat testiryhmä Kyseisellä reitillä on myös Ilmatieteen laitoksen tutkimuksellinen tiesääasema, joka on varustettu monipuolisilla tiesään ja kitkan mittausvarusteilla. Reitiltä löytyy myös useita Liikenneviraston tiesääasemia, joita voidaan käyttää perustiesäätiedon lähteinä. Teconer Oy:n kitkamittausjärjestelmällä voidaan optisella laitteella mitata kitkaa ja tienpinnan olomuotoa liikkuvasta autosta, telemetrian lukulaitteilla taas auton oman havaintotiedon pohjalta. Ajoneuvojen omaa telemetriatietoa pyritään käyttämään havaintojen tukena, sikäli kun sitä on saatavilla Ilmatieteen laitoksella on operatiivisessa käytössään tarkat sääennusteet ja tiedotteet. Paikallinen tiesää on ollut myös osana tutkimushankkeita jo jonkin aikaa, ja sikäli kun paikallista mittausdataa on saatavilla, tiesääinformaatiota voidaan olennaisesti tarkentaa

7 Älykkäät Arktiset Rekat Kaivosliikenteen 12 rekkaa instrumentoidaan reaaliaikaiseksi liikkuvaksi tiesään ja kitkan testilaboratorioksi IL:n tutkimustiesääasema + liikenneviraston asemat tuottavat tukimittauksia Ajoreitille toteutetaan tarkennettu tiesäätieto ja kitkatieto rekoista kerätyn tiedon pohjalta Kitkaennustetta lähdetään kehittämään käyttäen Ilmatieteen laitoksen tiesäätietoa pohjana jota täydennetään ajoneuvojen tuottamalla tiedolla Paikallinen tieto", esimerkiksi poikkeuksellisen liukas kohta, voimakkaan lämpötilaeron alue joka voi muuttua liukkaaksi, onnettomuuspaikka tms. täydennetään kartalle esitettävään tiesäätietoon. Liikkuva laboratorio jatkossa keskeinen elementti Ilmatieteen laitoksen talviliikenteen turvallisuuden ja palveluiden kehittämisessä

8 Älykkäät Arktiset Rekat Ajoneuvodata (telematiikka + ulkoiset sensorit) kerätään ajoneuvoista reaaliajassa 3G, VANET/Wi-Fi hotspotit Ajoneuvodataan perustuvat palvelut Reittikohtainen tiesää, paikallinen tiesää, kitkavaroitus, kitkaennuste, onnettomuusvaroitus Big data Reaaliaikainen tiedonvälitys autoihin 3G, VANET/Wi-Fi hotspotit Infrastructure-to-vehicle, Vehicle-to-vehicle Paikkatietoon sidottu säätieto Lapin AMK mukana hankkeessa

9 Älykkäät Arktiset Rekat Optiset kitkamittaukset; 6 x Teconer RCM 411(valmis) Ajoneuvotelematiikka; 3 x Sunit FD2 ajoneuvotietokone + ajoneuvokamera (valmis) 2 x Sunit T7 ajoneuvotietokone (konfiguroitavana) 4 x E3 Telemetria/GRIP laitteisto (asennus 11/2017) Android-pohjaiset kuljettajan/tienkäyttäjän päätelaitteet 9

10 Älykkäät Arktiset Rekat Instrumentaatio valmiiksi marraskuussa Käyttäjäsovellus + päätelaite valmiiksi vuoden loppuun mennessä, testikäyttäjille Käyttäjäsovellusta päivitetään ohjelmistopäivityksillä, toimitetaan päätelaitteisiin etänä Keväällä 2018 analyysi ensimmäisen talven tuloksista päivitetty kokonaispalvelu talvelle tarjolla kaikille tienkäyttäjille

11 Yhteistyökumppanit Lapin ammattikorkeakoulu Osallistuu hankkeeseen, omia ajoneuvoja joihin myös vertailukelpoisia mittauksia VR Transpoint Älykkäät Arktiset Rekat-ajoneuvoalusta, yhteistyö hankkeessa Boliden Kevitsan kaivos, yhteistyö hankkeessa Hanketta tukevat paikalliset liikenteen ammattikäyttäjät, jotka myös toimivat hankkeen palveluiden testikäyttäjinä Huiput OyTeconer Oy, Pikakuljetus Oy, Kuljetusliike Ilmari Lehtonen Oy, J.M. Eskelisen Lapin Linjat Oy, Valio Oy, Santa s Hotels Oy, Lapin sairaanhoitopiirin kuntayhtymä, Suomen hiihtoliitto ry Rinnakkaiset tutkimushankkeet, jossa hyödynnetään Älykkäät Arktiset Rekat mittausaineistoa sekä kehitetään niiden ympärille kehittyneempiä palveluja Interreg Wirma, EAKR Sod5G, Tekes Challenge Finland 5G-Safe, H2020 Ecsel JU SafeCOP, Celtic Plus CyberWI

12 Muu käytettävissä oleva älyliikenne-infrastruktuuri

13 Interaktiivinen tutkimustiesääasema Tiesääasema + Service hotspot Perustiesäämittaukset Ilman lämpötila, tien lämpötila, tuuli, kosteus Erikoismittaukset Näkyvyys(Vaisala PWD-22), lumituisku tiealueella (2x PWD-22) Roudan syvyys (Stevens Hydra Probe II), cm, LIST (0-300cm) Tiesääkamera infrapunavalolla Optinen kitka-, näkyvyys ja lämpötila Liikenteen laskenta, lumipeitteen paksuus Tukimittaukset ympäristössä Distrometri, säätutka, lumensyvyysmittaukset Tietoliikenne Datayhteys IL:n järjestelmiin 3G/Wi-Fi Ajoneuvojen kanssa Wi-Fi/ IEEE p

14 WiRMa Älykkäät Arktiset Rekat-fleetin palveluiden jalostaminen tienpitäjän käyttöön Tienpito-olosuhteet Kunnossapitotarpeen kartoitus Lapin AMK:n mittausajoneuvot + IL:n mittausajoneuvot Havaintomateriaalia Älykkäät Arktiset Rekat-palveluihin Rekkafleetin data osaksi WiRMahavaintoja 14

15 Sod5G 5G-verkkopalvelujen testiympäristö älyliikenteen, tiesääpalveluiden, ajoneuvotestauksen ja moniviranomaispalveluiden koejärjestelmiin ja testaukseen suljetussa ympäristössä IL, VTT ja Lapin AMK 15

16 Sod5G 5G-testiverkko 2.3 GHz:n alueella (1 tukiasema + mobiilipäätteet), 11/2017 VANET-testiverkko IEEE p (2 tiesää/tienvarsiasemaa + mobiilipäätteet)10/2017 Tiesääinfrastruktuuri (2 tiesääasemaa + mobiilimittaukset ajoneuvoista) 7/2017 Satelliittipalveluiden kehitysympäristö, kulmaheijastimin asemoitu paikkatieto, tutkasatelliittikuvia alueesta Monipuolinen ajoneuvojen talvitestauksen rata-alue, 1.7 km päärata asfaltti/sora, kaiken kaikkiaan 11 km erilaisia ajoratoja 16

17 Tiesääpalveluiden kehitys

18 Tekes Challenge Finland Ajoneuvodatan (telematiikka + ulkoiset sensorit) laaja-alainen kerääminen ajoneuvoista reaaliajassa 5G-solukkoverkkoideologian pohjalta Kamera, kitka, telematiikka, big data-tietomassa Ajoneuvodataan perustuvat 5G-palvelut Reittikohtainen tiesää, paikallinen tiesää, tuiskulumivaroitus kitkavaroitus ja -ennuste, ajoneuvokameran data jonossa seuraaville ajoneuvoille, onnettomuusvaroitus Video- ja kameradatan automaattiset analysointimenetelmät Automaattiajamisen havaintojärjestelmät Reaaliaikainen tiedonvälitys autoihin 5G VTT, Ilmatieteen laitos, Nokia, SITO, Kaltiot, Destia, Sunit, Tieto, Unikie 18

19 Lumen yms. objektien tunnistaminen kuvasta Nykyinen järjestelmä tunnistaa lumipeitteen ja estimoi paksuutta 5G-Safe; tuiskulumi, lumipeite tiellä/pientareella, liikennemerkit, häiriöt tiessä

20 Tietoturvallinen kommunikointi ja suojattu toimintaympäristö erilaisissa käyttötarkoituksissa Sairaalat, meriliikenne, tieliikenne Suomen skenaario Autojen ja tienvarsiasemien välinen kommunikaatio V2I ja V2V tiesääaseman toimintaympäristössä Tiesääasemapalvelut IoT-pilvessä tiesääaseman toimintaympäristössä IL, Alten Finland, SITO 20

21 Monikansallinen Celtic Plus hanke, Suomessa Tekes-rahoitteinen Suomi, Ruotsi, Luxembourg (Suomessa koordinaattorina Centria) Tietoturvallinen ja tehokas kommunikaatioympäristö ITS-teollisuuden tarpeisiin IL edustaa viranomaistahoa, joka vastaa julkisista kansalaispalveluista (sää) CyberWI-hankkeen tarjoaman edistynyt tietoturvasuojaus: 1. Sodankylän paikallismittausten avoin erillistietokanta (tietokannan suojaaminen) 2. Langattomien sääpalvelujen välittäminen asiakkaille, esim langattomat palvelut, tiesääasema local hotspot:ina (suojattu palveluiden välitys vääristelemättömänä myös mahdollisen vihamielisen häirinnän yhteydessä) 21

22 Satelliittien hyödyntäminen COSMO-SkyMed Italialainen SAR satelliittikonstellaatio Koostuu neljästä satelliitista Aurinkosynkroninen rata Ratakorkeus 619 km Hyödyntämiskokeilu tieliikenneympäristössä Routavaurioiden tunnistaminen SAR-satelliittikuvista Koealue Sodankylän lentoasemalla CSK interferometri vaihe- ja koherenssikuva, Orthokuva, alkuperäinen SAR 22

23 Älykkäät Arktiset Rekat vs. Lapin liikenneturvallisuus nyt ja tulevaisuudessa Älykkäät Arktiset Rekat tarjoaa reaaliaikaista tietoa suoraan tien päältä Liukkaasta kelistä tai vaaratilanteista varoitetaan samantien Ajon suunnittelu ja ennakointi Pilottiympäristö Kemi Kevitsa Valmis konsepti siirrettävissä mihin tahansa mistä löytyy sopiva ajoneuvodataa säännöllisesti keräävä ryhmä Palvelu pyrkii parantamaan liikenneturvallisuutta tuomalla reaaliaikaista tietoa keliolosuhteista Liikenneturvallisuuden määrittelevät viime kädessä tienkäyttäjät itse. SINÄ JA MINÄ 23

24