1. No category

Automaattiajamisen haasteet
Eetu Pilli-Sihvola, erityisasiantuntija
Liikenteen uudet palvelut
@EPilliSihvola
Vastuullinen liikenne.
Rohkeasti yhdessä.
27.10.2015
Kuva:
Gilbert Koskela
/ Vantaan kaupunki
Liikenteen
turvallisuusvirasto
Automaattiajaminen
Kuva: Scania
3
Liikenteen turvallisuusvirasto
Kuljettajan tukijärjestelmät
• Auttavat teknologian keinoin kuljettajaa
ajamaan turvallisemmin ja helpommin
• Esimerkkejä
• Navigointijärjestelmä
• Adaptiivinen vakionopeudensäädin
• Törmäyksenestojärjestelmä (varoittaa/jarruttaa/väistää)
• Kaistanvaihtoavustin
• Kaistalla pysymisen avustin
• Automaattinen pysäköinti
• Kuljettajan vireystilan seuranta
• Automaattinen hätäjarrutus
• Ajovaloautomatiikka
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
Kuva: NRMA Motoring and Services, CC 2.0
Keskustelevat ajoneuvot
• Kommunikointi
• tienvarren laitteiden ja ajoneuvojen välillä
• ajoneuvojen kesken
• ajoneuvot myös tiedon tuottajina
• Kuljettajalle
• varoitus esteestä,
ruuhkasta,
hälytysajoneuvosta,
tietyöstä
• kelivaroitus
• tieto nopeusrajoituksesta
• liikennevalo-opastus
27.10.2015
Kuva: DriveC2X-projekti, www.drive-c2x.eu
Liikenteen turvallisuusvirasto
Automaattiajaminen
• Kuljettajan tukijärjestelmien ja keskustelevien ajoneuvojen
asteittainen yhdistyminen
• Ajamisautomaatiota on eri asteista:
• Manuaalinen
• Kuljettavaa tukeva automaatio (esim. ACC)
• Ohjaus tai kaasutus/jarrutus
• Ohjaus sekä kaasutus/jarrutus
• Ehdollinen automaatio
• Kuljettaja puuttuu tarvittaessa
• Korkean tason automaatio
• Kuljettaja ei enää valvo
• Täysautomaatio
• Kaikissa tilanteissa ja olosuhteissa
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
Ajamisautomaation tasot
Taso
Nimi
Määritelmä
Ihminen monitoroi ajoympäristöä
Ohjaus,
kiihdyttäminen,
jarrutus
Ympäristön
monitorointi
Dynaamisen
ajamisen
varasuorittaja
Ihminen
Ihminen
Ihminen
Automaation
kattavuus
–
0
Ei
automaatiota
Ihminen suorittaa kaikki dynaamisen ajotehtävän osa-alueet, vaikka
ajamista tuetaankin varoituksilla tai ajamiseen puuttuvilla
järjestelmillä.
1
Kuljettajan
tuki
Ajotilannekohtaisia kuljettajan tukijärjestelmiä, jotka liittyvät joko
ohjaamiseen tai kiihdyttämiseen/jarruttamiseen hyödyntämällä tietoa
ajoympäristön tilasta. Ihminen vastaa kaikista muista dynaamiseen
ajotehtävän osa-alueista.
Ihminen ja
järjestelmä
Ihminen
Ihminen
Joitakin
ajotilanteita
2
Osittainen
automaatio
Yksi tai useampi ajotilannekohtainen kuljettajan tukijärjestelmä, joka
kattaa sekä ohjaamisen että kiihdyttämisen/jarruttamisen
hyödyntämällä tietoa ajoympäristön tilasta. Ihminen vastaa kaikista
muista dynaamiseen ajotehtävän osa-alueista.
Järjestelmä
Ihminen
Ihminen
Joitakin
ajotilanteita
Järjestelmä
Järjestelmä
Ihminen
Järjestelmä monitoroi ajoympäristöä
3
Ehdollinen
automaatio
Ajotilannekohtainen automaattiajojärjestelmä kattaa kaikki
dynaamisen ajotehtävän osa-alueet, kuten pituus- ja
poikittaissuuntaisen kontrolloinnin. Ihmisen täytyy kuitenkin ottaa
auto hallintaansa, kun järjestelmä näin pyytää.
Joitakin
ajotilanteita
4
Korkea
automaatio
Ajotilannekohtainen automaattiajojärjestelmä kattaa kaikki
dynaamisen ajotehtävän osa-alueet myös silloin, kun ihminen ei ota
autoa hallintaansa, vaikka järjestelmä näin pyytää. Ellei kuljettaja ota
ajoneuvoa haltuunsa, järjestelmä ohjaa auton hallitusti tien sivuun ja
pysäyttää sen.
Järjestelmä
Järjestelmä
Järjestelmä
Suurin osa
ajotilanteista
5
Täysi
automaatio
Kaiken kattava automaattiajojärjestelmä, joka kattaa kaikki
dynaamisen ajotehtävän osa-alueet kaikissa tie- ja
ympäristöolosuhteissa.
Järjestelmä
Järjestelmä
Järjestelmä
Kaikki
ajotilanteet
Lähde: SAE, 2014; Innamaa et al., 2015
7
Liikenteen turvallisuusvirasto
Automaattiauto liikenteessä
https://www.youtube.com/watch?v=tiwVMrTLUWg
Liikenteen turvallisuusvirasto
8
Automaattiajaminen
• Autonominen
• Täysin itsenäisesti ilman apua/tietoa kuljettajalta tai muilta autoilta
• Automaattinen
• Hyödyntää myös ulkopuolista tietoa
• Merkittävä hyötypotentiaali
• Yli 90%:ssa onnettomuuksia
ihminen yhtenä osasyynä
• Tehokkaampi liikkuminen
• Kuljettajan ajankäytön vapautuminen
• Pienempi kulutus (rekkojen letka-ajo)
27.10.2015
Kuva: Steve Jurvetson, CC 2.0
Liikenteen turvallisuusvirasto
Automaattiajamisen hyödyt ja
haasteet
• Turvallisuushyöty merkittävä
• Jopa puolet ihmisen aiheuttamista onnettomuuksista
voitaisiin estää
• …mutta
• Automaatio myös aiheuttaa uusia onnettomuuksia
• Erityisesti ajovastuun siirtäminen kuskin ja auton välillä
haastavaa  kuljettajan pitää ymmärtää roolinsa
• Vaikutukset liikennejärjestelmätasolla (esim. pelkkä ACC
ilman keskustelua muiden ajoneuvojen kanssa voi lisätä
ruuhkia)
10
Liikenteen turvallisuusvirasto
Kuljettajan ja auton roolit
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
11
Automaattiajaminen ja olosuhteet
• Nykyiset automaattiautot vielä pulassa talvi- ja loskakelilla
• Tiemerkinnät ja liikennemerkit piilossa
• Kameran linssi ja anturit likaantuvat ja kärsivät häiriöistä
• Sade ja sumukin
ongelmallisia
• Pimeys
• Liukas keli
• Muut ajoneuvot, myös
ei-automaattiset ja
ei-keskustelevat
12
Liikenteen turvallisuusvirasto
Kuva: http://cdn3.blog.iseecars.com/wp-content/uploads/2014/10/Winter-Driving.jpg
Automaattiajaminen
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
Autokannan uusiutuminen
• Suomen autokanta on Euroopan vanhimpia, ja
uudistumisvauhti on hidasta.
• Suomessa liikennekäytössä vuoden 2014 lopussa
olleiden henkilöautojen keski-ikä oli 11,4 vuotta
• EU:ssa noin 8 vuotta
• Suomessa tänään käyttöön otettavista ajoneuvoista
on vuonna 2025 käytössä vielä valtaosa.
• Kaikista tänään liikennekäytöistä olevista
ajoneuvoista on vuonna 2025 käytössä vielä noin
60 prosenttia.
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
14
Automaattiajaminen ja
ohjelmistot
• Ohjelmistojen kompleksisuus
• Validointi ja verifiointi kallista
• Puolet kustannuksista Boeingin kehityksessä
• Valtavasti eri vaihtoehtoja
Ohjelmistojärjestelmien laajuus
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
27.10.2015
Milj. koodiriviä
Moderni auto
Windows 7
Boeing 787
Avaruussukkula
Liikenteen turvallisuusvirasto
15
Automaattiajaminen ja
ohjelmistot
• Tietoturva
• Suojautuminen haavoittuvuuksilta
• Ohjelmistovirheiden eli ”bugien” löytäminen ja korjaaminen
• Kallista..!
• Tekoälyn ohjelmointi valintatilanteissa
• Suojaako kuljettajaa vai
ajatteleeko kokonaishyötyä?
• Eettisten päätösten ohjelmointi
• Ohjeistusta tarvitaan
“We won’t just solve the ethics problem - this
is just not possible. It’s an on-going problem.”
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
16
Automaattiajaminen ja infra
• Tiemerkinnät ja liikennemerkit pitää olla
tunnistettavissa
• Liikennemerkeistä tarkka ja ajantasainen tieto
vaihtoehtoisesti digitaalisessa muodossa
• Hiekkatiet? Merkitsemättömät tiet?
• Mahdollinen tarve erillisille kaistoille
• Keskustelevien ajoneuvojen vaatima
tietoliikenneinfra
• Lyhyen kantaman DSRC-majakat: risteyksiin?
• Matkapuhelinverkon hyödyntäminen: 3G, 4G ja 5G
17
Liikenteen turvallisuusvirasto
Automaattiajamisen
vastuukysymykset
• Kuka vastaa kun käy jotain?
• Nykyisin kuljettaja (+ tuotevastuu)
• Suomessa pakollinen liikennevakuutus korvaa
laajasti toisen osapuolen henkilö- ja materiaalivahingot
ja kuljettajan henkilövahingot
• Vahingonkorvausvastuu vs. rikosoikeudellinen?
• Mitä käyttäjät ovat valmiita hyväksymään?
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
18
Kuljettaja vai kuljettaja?
Kuva: Christine DiMattei, 14 April 2014
Kuva: Process Engineering, 8 July 2013
Liikenteen turvallisuusvirasto
19
Vireillä aiheesta Suomessa…
• Liikenteen älykkään automaation
edistämissuunnitelma 9/2015
• Tieliikenteen automatisoinnin etenemissuunnitelma
ja toimenpideohjelma TATSU vuosille 2016-2020
• NordicWay-hanke keskustelevien ajoneuvojen
kehittämisestä mobiiliverkkoa hyödyntämällä
• CityMobil2-hankkeeseen liittyvä
automaattibussikokeilu Vantaan asuntomessujen
yhteydessä kesällä 2015
• Aurora-hankekokonaisuus Pohjois-Suomessa
• European Truck Platooning Challenge -letkaajohaaste 4/2016
Liikenteen turvallisuusvirasto
20
Automaattiajamisen kokeilut
• Automaattikokeilut mahdollisia
Suomessa koekilpimenettelyllä
• Trafi tarjoaa apua ja tukea kokeiluille:
http://www.trafi.fi/tieliikenne/automaattiautokokeilut
Liikenteen turvallisuusvirasto
21
Automaattiajaminen
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
Tulevaisuus?
”Luulenpa, että maailmassa on
markkinoita noin viidelle
tietokoneelle.”
- Thomas Watson (1943), IBM:n toimitusjohtaja
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
Tulevaisuus?
Mercedes Benzin
F015-konseptiauto vuodelta 2015
Kuva: Daimler AG,
https://www.mercedes-benz.com/en/mercedes-benz/innovation/autonomous-driving/
General Motorsin Firebird II
-konseptiauto vuodelta 1956
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
Kiitos!
Liikenteen turvallisuusvirasto
Kumpulantie 9, 00520 Helsinki
PL 320, 00101 Helsinki
Puhelin 029 534 5000
www.trafi.fi
Vastuullinen liikenne.
Rohkeasti yhdessä.
Miehittämättömät
ilma-alukset
Logistiikkarobotit (mm.
terminaalit ja
satamat)
Kauko-ohjattavat
alukset ja
järjestelmät
Liikenteen
automatisaatio
Tekoälyosaaminen
Tietoon
pohjautuvat
palvelut
V2X-kommunikaation
kehittäminen
Testausalueet
Alihankinta
ajoneuvovalmistajille
Olosuhteiden
havainnointi
Liikenteen turvallisuusvirasto
26
Liikenteen älykäs automatisaatio
Kuljettajaa
tukevat
toiminnot
- vakaudenhallinta
- hätäjarrutus
- jonoajoavustin
Suljetut
automaattiset
järjestelmät
Täysautomatisaatio
Logistiikka / tavarat
Mahdollistajat
- ajo-opastin
- autopilotti
- ajantasainen tieto
aikatauluista
- UAV-etäohjaus
Tieto
- automaattimetro
- lentokenttien
ihmiskuljettimet
- terminaalilogistiikka (trukit)
- lentokenttien
tavarankuljettimet
Joukkoliikenne
Yksilöliikenne
- automaattiauto
- automaattitaksi
- automaattibussi
Testialueiden ekosysteemi
(vahvuutena talviolosuhteet)
tiedonkeruu
tiedonsiirto
tiedon jalostus
liikennetieto
paikkatieto
Tietojärjestelmät
rajapinnat
kehittäminen
Digitraffic
Digiroad
- kehittyneet UAV:t
Automatisaatiota
tukeva infra
V2Xkommunikointi
nopeat yhteydet
Liikenteen turvallisuusvirasto
27
27.10.2015
Liikenteen turvallisuusvirasto
28
Ilmailu
• Autopilotit jo pitkään arkipäivää
• Järjestelmien vahva integraatio
• Vikatilanteissa riippuvuuksia vaikea hahmottaa
• Miehittämätön ilmailu kehittynyt nopeasti
• Lennokit (harraste- ja urheilukäyttö) vs.
miehittämättömät ilma-alukset (ammattikäyttö)
• Perinteisten ilma-alusten korvaaminen tietyissä tehtävissä
• Uudenlainen sääntely: kevyt, riskiperusteinen
minimisääntely
• Aktiivinen vaikuttaminen kv-tasolla
• Suomen etuina vähäinen ilmaliikenne, asumattomat
alueet kokeiluja varten
Liikenteen turvallisuusvirasto
29
Merenkulku
• Nykyaluksissa paljon osa-automaatiota
• Ohjaaminen pitkälti valvomotyyppistä
• Kapteenin ajasta 5% kuluu ohjaamiseen
• Kauko-ohjatut alukset
• Suuri potentiaali henkilöstöön liittyvien kulujen karsimisessa
(muodostavat ~30% operatiivisista kuluista)
• Suurin haaste energiantuotannon luotettavuus
• Hyvät mahdollisuudet kokeiluihin kotimaanliikenteen osalta
• Sääntelytilan (kotimainen ja kansainvälinen) kartoitus
• Esim. saariston liikenne- ja kuljetustarpeet
• AAWA Initiative -hanke
• Kauko-ohjattavat ja automaattiset alusratkaisut
Liikenteen turvallisuusvirasto
30
Raideliikenne
• Automaattiset metrot ja vaakahissit
• Täysin eroteltu muusta liikenteestä
• Kulunohjaus ja –valvonta
• Vanhat tai puuttuvat turvalaitteet haaste
• Ratapiha-automaatio (asetinlaitteet)
• Liikenteenohjauksen optimointi
• 90% Suomen rataverkosta yksiraiteista  optimoinnilla iso rooli
• Päätöksenteon tukijärjestelmien kehittäminen liikenteenohjaajien tueksi
• Junien energiankulutuksen optimointi
• Ajotavan muuttaminen automaattisesti radan geometrian ja
olosuhteiden mukaan
Liikenteen turvallisuusvirasto
31
Vastuullinen liikenne.
Rohkeasti yhdessä.