TEKNILLINEN KORKEAKOULU
TELETEKNIIKAN LABORATORIO
S-38.116 TELETIETOTEKNIIKKA
Liikenteen telematiikka
Markku Suomi Tu N 39764U
TIIVISTELMÄ
Liikenneruuhkien aiheuttamat yhteiskunnalliset kustannukset ovat huomattavat. Perinteisten menetelmien ohella liikenneruuhkien haittoja pyritään tulevaisuudessa yhä enenevissä määrin torjumaan telematiikan keinoin, eli hyödyntämällä tietotekniikkaa ja tietoliikennettä. Telematiikan avulla pyritään paitsi vähentämään ruuhkia myös lisäämään liikenteen turvallisuutta ja matkustusmukavuutta sekä vähentämään saasteita.
Telematiikka on laaja käsite. Telematiikalla pyritään tuottamaan yksityisautoilijoille, joukkoliikenteen käyttäjille, ammattiautoilijoille ja viranomaisille erilaisia palveluja. Näiden palvelujen tuottaminen vaatii monien osapuolten yhteistoimintaa ja sitä tukevaa infrastruktuuria. Näkyvin osa telematiikkaa ovat autoihin asennettavat elektroniikkalaitteet, mutta ne ovat itse asiassa vain jäävuoren huippu. Ilman palveluja tuottavia yjteistoimintaprosesseja ja tukevaa infrastrukturia useimmat laitteet ovat täysin hyödyttömiä.
Liikenteen telemaattiikkasovelluksissa hyödynnettään hyvin monenlaista teknologiaa. Kenties tärkein telemaattisia sovelluksia mahdollistava teknologia on kuitenkin langaton tiedonsiirto. Erityisesti langaton datasiirto tulee lähivuosina mahdollistamaan hyvin monimuotoisia telemaattisia palveluja. Liikenteen telematiikassa tulee olemaan käyttöä sekä yksi- että kaksisuuntaiselle langattomalle tiedonsiirrolle. Yksisuuntaiset lähetykset sopivat kaikkia tienkäyttäjiä kiinnostavien palvelujen lähettämiseen, kun taas interaktiivisuus ja henkilökohtaiset palvelut vaativat kaksisuuntaista tiedonsiirtoa.
Yksisuuntaisen tiedonsiirron osalta tärkein järjestelmä tällä hetkellä on RDS-TMC. Ennen vuosituhannen vaihdetta myös digitaalinen radioverkko, DAB, tullee olemaan keskeinen liikenteen telematiikassa. Myös pagingilla on omat sovellusalueensa.
Kaksisuuntaisessa tiedonsiirrossa käytetään jonkin verran lyhyen kantaman tienvarsimajakoita, mutta tämän konseptin suuret infrastruktuurikustannukset tekevät sen yleistymisen epätodennäköiseksi. Tärkeimmäksi kaksisuuntaiseksi tiedonvälitysjärjestelmäksi noussevatkin matkapuhelinverkot, joiden kattavuus OECD-maissa on jo erittäin hyvä. Satelliitti- ja pakettidataradioverkot jäänevät erityisryhmien käyttöön.
Edistyksellisimmissä autojen turvajärjestelmissä tullaan lisäksi tarvitsemaan autojen välistä suoraa tiedonsiirtoa, jonka erityispiirre on vaatimus erittäin nopeasta vasteesta. Tällainen järjestelmä tuskin syntyy evoluutiona muista järjestelmistä, vaan se tullee vaatimaan täysin oman erittäin korkealla taajuudella toimivan järjestelmän.
SISÄLLYSLUETTELO
0 Esipuhe 11 Johdanto 21.1 Ratkaisuvaihtoehdot ruuhkiin 21.2 Tavoitteet ja rajaukset 32 Liikenteen telematiikka ja sen edut 42.1 Saasteiden vähentyminen 42.2 Ruuhkien vähentyminen 42.3 Lisääntynyt turvallisuus 52.4 Lisääntynyt mukavuus 53 Liikenteen telematiikan osa-alueet 63.1 Matkustuksen ja liikenteen ohjaus 73.2 Joukkoliikenne 73.3 Elektroninen raha 83.4 Ammattiautoilu 83.5 Hätätilanteiden hallinta 93.6 Edistyneet auton turvajärjestelmät 93.7 Liikenteen telematiikan systeemiluonne 104 Telematiikkasovellusten tietoliikennevaatimukset 115 Liikenteen telematiikan tietoliikenneratkaisut 145.1 Majakat 145.2 Yksisuuntaiset lähettimet 155.2.1 RDS-TMC 155.2.2 DAB 165.2.3 Paging 165.3 Kaksisuuntaiset pitkän kantaman järjestelmät 165.3.1 Satelliittiverkot 165.3.2 Pakettidataradioverkot 175.3.3 Matkapuhelinverkot 175.4 Ajoneuvojen väliset järjestelmät 185.5 Johtopäätökset tietoliikenneratkaisuista 18
Ylittäessäsi parkkipaikan myöhään illalla autosi tervehtii sinua avaamalla ovet, käynnistämällä moottorin ja lämmittämällä sisätilan juuri haluamaasi lämpötilaan. Astuessasi sisän autoon sanot määränpääsi ääneen ja kojelautasi LCD-näyttö aktivoituu. Sen näytölle ilmestyy uutinen päävesijohdon katkeamisen aiheuttamista ruuhkista keskustassa, mutta se avuliaasti ehdottaa vaihtoehtoista reittiä määränpäähäsi.
Syntetisoitu ääni ohjaa sinua läpi tuntemattoman seudun. Äkkiä kuulet paukahduksen ja näyttö alkaa välkkyä kertoen vasemman eturenkaasi menettävän painetta - rengasrikko. Ajaessasi tiensivuun epämääräisen näköiset tyypit lähestyvät uhkaavasti autoasi. Napin painalluksella saat kuitenkin kutsuttua poliisin apuun ja toisen napin painalluksella tilaat läheisestä huoltamosta apua rengasrikkoasi varten. Molemmat puhelut kertovat automaattisesti vastaanottajille tarkan sijaintisi.
Kohta olet matkalla ulos kaupungista ja ajaessasi valaisemattomalla maantiellä kytket päälle infrapunapimeänäköjärjestelmäsi. Äkkiä kaikki näkyy selvästi. Mitenkähän tulit ennen toimeen?
Tämä ei ole pitkälle tulevaisuuteen ajoittuva tieteistarina vaan realistinen kuvaus elektroniikan ja tietoliikenteen mahdollistamista ominaisuuksista, joita tavalliset autot tulevat omaamaan seuraavan viiden vuoden aikana. Autoteollisuuden pyrkiessä kehittämään yhä turvallisempia ja mukavampia autoja, elektroniikka- ja tietoliikenneyrityksillä on mahdollisuus kerätä huimia voittoja.
Tulevaisuuden näkymät liikenteessä käyvät ahtaiksi. Tänä päivänä eri tyyppisiä moottoriajoneuvoja liikkuu Euroopan teillä 160 miljoonaa ja luvun arvellaan kasvavan lähes 30 prosenttia seuraavan 20 vuoden aikana. Teiden ruuhkautuneisuus aiheuttaa ongelmia ja turhautuneisuutta henkilökohtaisella tasolla sekä suuria taloudellisia menetyksiä. Euroopan liikenneruuhkissa haaskaantuu vuosittain polttoainetta 2,5 miljardin ECU:n edestä ja tehottomuudesta aiheutuu vuodessa 100 miljardin ECU:n menetykset. Liikenteen ongelmat eivät millään tavoin ole Euroopan erityispiirre, vaan samanlaiset ongelmat, jopa astetta vakavampina, ovat arkipäivää myös esimerkiksi Yhdysvalloissa ja Japanissa.
Yksi ratkaisu ongelmaan on joukkoliikenteen suosiminen henkilöautoliikenteen sijaan. Kannattaa kuitenkin pitää mielessä, että esimerkiksi Saksassa, Ranskassa, Italiassa ja Englannissa 85 prosenttia työmatkoista tehdään omalla autolla ja myös busseilla matkustava 10 prosenttia kuormittaa tieliikennettä. Lisäksi 80 prosenttia Euroopan tavaroista kulkee teitä pitkin. Vaihtoehtoisten liikennemuotojen kehittäminen on toki tarpeen, mutta pitkälläkään aikavälillä mikään liikennemuoto ei tule täysin korvaamaan autoa. Keinotekoiset ja väkinäiset muutosyritykset ovat tehottomia ja tulevat kalliiksi.
Toinen ratkaisu ongelmaan olisi rakentaa lisää teitä. Ympäristönsuojelullisten näkökohtien ohella tämän lähestymistavan ongelmana on kolmoiskonvergenssina tunnettu ilmiö. Uuden tien valmistuttua se kerää ruuhka-ajan liikennettä tienkäyttäjistä, jotka aikaisemmin käyttivät muita reittejä, matkustivat ruuhka-ajan ulkopuolella tai käyttivät joukkoliikennettä. Tämän seurauksena liikenteen volyymi kasvaa, kunnes ajoneuvot ruuhka-aikana matelevat jälleen kävelyvauhtia.
Kun teiden määrän lisääminen ei kannata, pyritään olemassaolevia teitä käyttämään entistä tehokkaammin hyödyntämällä elektroniikkaa, tietotekniikkaa ja tietoliikennettä. Näitä sovelluksia, joista osa on jo markkinoilla, kutsutaan telemaattisiksi sovelluksiksi. Elektroniikan osuus uuden auton hinnasta tulee vuonna 2000 olemaan noin 30 prosenttia. Suurin kasvu tulee kohdistumaan tietoliikenne- ja informaatiosegmenttiin.
Tämä työ on tehty Teknillisen korkeakoulun seminaarikurssille Teletietotekniikka. Tavoitteena työssä on
Kuvattuani yleisellä tasolla liikenteen telematiikan osa-alueita tulen keskittymään tarkemmin yksityisiä tienkäyttäjiä koskeviin sovelluksiin ja rajaan pois jatkotarkastelusta ensisijaisesti julkista valtaa ja ammattiautoilijoita palvelevat sovellukset. Tietoliikenneratkaisujen osalta tulen keskittymään langattomaan tiedonsiirtoon, jolla auto kommunikoi ympäristön kanssa ja rajaan pois kiinteän infrastruktuurin tietoliikenneratkaisut.
Telematiikalla tarkoitetaan tietotekniikan ja tietoliikenteen yhteensulautumista. Esimerkkinä telemaattisesta järjestelmästä voidaan pitää esimerkiksi PDA:ta (Personal Digital Assistant), joka modeemin välityksellä voi hyödyntää ulkoisia tietokantoja.
Elektroniikan määrä autoissa on jatkuvassa kasvussa ja tavallinen auto sisältää jo nykyään useita mikroprosessoreja. Todellinen vallankumous on kuitenkin vasta tulossa. Tähän asti autojen elektroniikkajärjestelmät ovat olleet täysin itsenäisiä, mutta langaton tiedonsiirto on yhä enenevässä määrin liittämässä autoa ympäristöön. Tämän seurauksena on mahdollista kehittää yksittäisen tienkäyttäjän ja yhteiskunnan etuja yhä paremmin optimoivia älykkäitä järjestelmiä.
Elektroniikka- ja tietoliikenneyrityksille telematiikka tarjoaa valtavat markkinat. Jos esimerkiksi yritys onnistuisi myymään 500 dollarin laitteen kaikkiin uusiin maailmassa myytyihin ajoneuvoihin, se nousisi samantien maailman sadan suurimman yrityksen joukkoon. Yhteiskunnan ja yksilön kannalta telematiikalla saavutettavat hyödyt ovat saasteiden ja ruuhkien vähentyminen sekä lisääntynyt turvallisuus ja mukavuus.
Liikenteen aiheuttamia saastepäästöjen vähentäminen telemaattisin keinoin perustuu tarpeettoman ajelun vähentämiseen. Kun tielläliikkujat voivat paremmin informoituina suunnitella reittinsä kiertämään ruuhkat tai ruuhkattomaan aikaan, kuluu vähemmän aikaa pysähtelevässä ruuhkaliikenteessä. Kehittyneet reitinopastusjärjestelmät vähentävät kohteen etsimiseen käytettyä aikaa liikuttaessa tuntemattomalla alueella. Lisäksi parantuneen tietoliikenteen ansiosta autoilijoita voidaan tiedottaa avoimista pysäköintialueista ja joukkoliikenneyhteyksistä (Park&Ride), jolloin tarpeeton ajelu ruuhkaisissa keskustoissa vähenee.
Ruuhkien vähentämisellä parannetaan yhteiskunnan tehokkuutta vähentämällä tavaran ja palvelujen toimittamiseen kuluvaa aikaa. Erityisen merkittävä yhteiskunnallinen vaikutus on myös työmatkoihin kuluvan ajan vähentämisellä. Ruuhkien vähentäminen perustuu tieverkon tehokkaampaan käyttöön, kun ajoneuvojen reititys ottaa huomioon todellisen liikennetilanteen. Telematiikka huomioi onnettomuuksien ja muiden tapahtumien - esimerkiksi tietöiden tai kyläfestivaalien - vaikutuksen liikenteeseen ja voi ohjata liikennettä vaihtoehtoisille reiteille. Ruuhkia vähentää myös se, että telematiikan avulla onnettomuuden aiheuttamat häiriöt liikenteelle voidaan korjata nopeammin. Lisäksi julkisen ja yksityisliikenteen parempi integrointi vähentää yksityisautoilun tarvetta ja siten vähentää ruuhkia.
Turvallisuus paranee kun autoilijoita voidaan varoittaa vaarallisista liikennetilanteista etukäteen. Ajamista helpottavat apuvälineet auttavat ajajaa keskittymään paremmin ajamiseen, mikä lisää ajoturvallisuutta. Lisäksi turvallisuutta parantaa se, että onnettomuuden sattuessa on mahdollista saada apua paikalle nopeasti. Myös elektroniset ajoneuvojen kontrollijärjestelmät kehittyvät jatkuvasti, ja jatkossa niissäkin tietoliikennekomponentin merkitys tulee lisääntymään.
Liikkuminen mukavoituu, kun telematiikka tekee ajamisesta vähemmän rasittavaa ja stressaavaa ja määränpäät saavutetaan nopeammin. Telematiikka auttaa tässä pitämällä ajajan jatkuvasti tietoisena liikennetilanteesta ja estää kuljettajaa joutumasta vaaratilanteisiin tai eksyksiin. Lisäksi liikennevirrat soljuvat sujuvammin telematiikan hyödyntämisen ansiosta.
Liikenteen telematiikka on käsitteenä laaja. Englanninkielisessä kirjallisuudessa liikenteen telematiikasta käytetään ainakin lyhenteitä IVHS (Intelligent Vehicle Highway Systems), ITS (Intelligent Traffic Systems), ATT (Advanced Transport Telematics) ja RTI (Road Transport Informatics). Telematiikan laajan kentän voi jakaa osa-alueisiin monella tavalla, ja käytän tässä Yhdysvaltain ITS America -ohjelman osa-aluejakoa.
ITS Americassa on määritelty 28 palvelua, jotka on ryhmitelty kuuteen palvelujoukkoon. Palvelut ja palvelujoukot on esitetty taulukossa 1 ja niitä on tarkemmin kuvailtu seuraavilla sivuilla. Esitetyt suomennokset ovat kirjoittajan.
Taulukko 1 Telematiikan osa-alueet
1 Matkustuksen ja liikenteen ohjaus Matkaa edeltävä liikennetieto Kuljettajan informaatio matkalla Reitinopastus Kimppakyyti Matkustajan palveluinformaatio Liikennevalvonta Erikoistapahtumien ohjaus Matkustustarpeen ohjaus 2 Joukkoliikenne Joukkoliikenteen ohjaus Joukkoliikenteessä matkustavien informaatio Yksilöllinen joukkoliikenne Joukkoliikenteen turvallisuus 3 Elektroninen raha 4 Ammattiautoilu Elektroninen tullaus Elektroninen hallinnointijärjestelmä Vaarallisten aineiden kuljetusten hallinnointi Automaattinen turvatarkastus Turvamonitorointi Rahdinkuljetusten ohjaus 5 Hätätilanteiden hallinta Hälytykset ja henkilökohtainen turvallisuus Hälytysajoneuvojen ohjaus 6 Edistyneet auton turvajärjestelmät Peräänajojen ja nokkakolareiden esto Kaistanvaihtojen turvallisuus Risteyskolareiden esto Näkyvyyden parantaminen Turvajärjestelmien laukaisu ennen kolaria Turvallisuuden tarkkailu Automatisoitu autoilu
Matkaa edeltävän liikennetiedon tarkoituksena on tarjota matkustajalle ajantasaista tietoa liikennetilanteesta, aikatauluista ja maksuista matkan suunnitteluvaiheessa. Tähän tietoon perustuen matkustaja voi valita sopivimman matkustusvälineen, -reitin ja -ajankohdan tai päättää olla tekemättä matkaa lainkaan. Ollakseen tehokas palvelun on kyettävä tehokkaasti integroimaan eri matkustusvälineitä koskevat tiedot.
Kuljettajan informaatio matkalla muistuttaa matkaa edeltävää liikennetietoa, mutta sitä käytetään matkan jo alettua. Tämä luonnollisesti edellyttää langatonta tiedonsiirtoa auton ja tietokannan välillä. Lisäksi tietyt liikennemerkit - esimerkiksi vallitseva nopeusrajoitus tai vain erikoisautoja kiinnostavat tiedot, kuten painorajoitus - voidaan esittää auton näytöllä.
Reitinopastuksen tarkoituksena on tarjota matkustajalle yksinkertaiset ohjeet määränpään saavuttamiseen. Yksinkertaiset navigointilaitteet perustuvat staattisen karttatietokantaan, kun taas edistyneemmät laitteet ottavat huomioon vallitsevan liikennetilanteen. Reitinopastuksen osa-alueita ovat paikannus, reitinsuunnittelu ja opastus valittua reittiä pitkin. Erityisenä haasteena navigointilaitteissa on käyttöliittymän suunnittelu, sillä ohjeiden seuraaminen ei saa häiritä varsinaista ajosuoritusta.
Kimppakyytien tarkoituksena on tarjota ajantasaista tietoa kuljetusta tarjoavista ja haluavista matkustajista. Kimppakyytien yleistyminen vähentäisi yksin autoilevien määrää ja siten vähentäisi teiden kuormitusta.
Matkustajan palveluinformaation tarkoituksena on tarjota matkustajan käyttöön elektroniset 'keltaiset sivut', joista löytyy tietoa esimerkiksi huoltoasemista, ravintoloista, hotelleista ja sairaaloista. Yhdistettynä navigointilaitteeseen tämä palvelu voi opastaa matkustajan suoraan paikalle. Lisäksi palvelu voi automaattisesti soittaa valitulle palveluntarjoajalle kyselyitä ja varauksia varten.
Liikennekontrollin tarkoituksena on optimoida liikennevirtaa muun muassa antamalla etuuksia joukkoliikenneajoneuvoille. Erikoistilanteiden ohjauksella taas pyritään onnettomuuksien nopeaan havainnointiin ja nopeaan vasteeseen liikennevaikutusten minimoimiseksi. Matkustustarpeen ohjaus puolestaan on pikemminkin hallinnollinen kuin tekninen osa-alue, jossa erilaisten 'keppien ja porkkanoiden' avulla pyritään vähentämään yksin autoilevien lukumäärää.
Joukkoliikenteen ohjauksella pyritään parantamaan joukkoliikenteen palvelutasoa analysoimalla reaaliaikaisesti poikkeamia aikataulusta ja tekemällä korjaustoimenpiteitä. Lisäksi kerätty tieto esimerkiksi matkustajamääristä ja ajoajoista helpottaa suunnittelua. Joukkoliikenteessä matkustavien informaatio puolestaan helpottaa matkustajia tekemään tehokkaita kulkuvälinevalintoja. Joukkoliikenteen turvallisuutta taas pyritään parantamaan esimerkiksi monitoroimalla asemia, pysäkkejä ja kulkuneuvoja, sekä tekemällä hälytyksiä joko manuaalisesti tai automaattisesti.
Yksilöllinen joukkoliikenne tarkoittaa joukkoliikenneajoneuvoja, joiden reitti on joustava. Esimerkiksi bussilinja voi poiketa pääreitiltään hakemaan matkustajia pysäkiltä, mikäli pysäkillä odottajat ovat kutsunapilla tilanneet bussin. Tällainen palvelu olisi erityisen tehokas varsinkin harvaan asutuilla alueilla.
Elektroninen raha nopeuttaa transaktioita ja edistää liikennevälineyhdistelmien käyttöä matkustamisessa, kun kaikki transaktiot - muun muassa tietullit, joukkoliikenneliput ja parkkimaksut - voi hoitaa yhdellä älykortilla. Lisäksi elektroninen raha helpottaa matkustustarpeen ohjausta, kun pienin hallinnollisin kustannuksin voidaan pahimpaan ruuhka-aikaan esimerkiksi laskea joukkoliikennemaksuja puolella ja vastaavasti lisätä tietulleja tuntuvasti.
Elektroninen tullaus nopeuttaa rahtiliikennettä, kun rekkojen ja bussien turvastatus, asiakirjat ja paino voidaan tarkistaa ilman pysähdyksiä. Lisäksi auton asiakirjojen elektroninen hallinta ja raportointi vähentää viranomaisten ja rahtiyhtiöiden paperityötä. Vaarallisten aineiden kuljetusten hallinnointi mahdollistaisi, että onnettomuuden sattuessa pelastusjoukoille voidaan automaattisesti lähettää tieto rahtina olleesta aineesta, jolloin tarvittavat evakuointi- ja vastatoimet voidaan suorittaa nopeasti.
Rahtiyhtiöiden, autojen ja kuljettajien turvallisuusrekisterien tarkistaminen tietoliikenneyhteyksien avulla, helpottaa päättämään, mitkä ajoneuvot kannattaa pysäyttää tarkastusta varten. Sensorien ja diagnostiikan avulla voidaan tehokkaasti tarkistaa ajoneuvon kunto tien päällä. Viranomaisten turvamonitoroinnin ohella myös ajoneuvossa on turvajärjestelmiä, jotka monitoroivat sekä ajoneuvon että rahdin tilaa antaen varoituksia ja tehden vastatoimia. Lisäksi voidaan ajatella, että turvajärjestelmä tarkkailee myös kuljettajan tilaa ja pysäyttää nuokkuvan ja vaarallisesti ajavan kuljettajan.
Rahdinkuljetusten hallinta hyötyy erittäin paljon tietoliikenteen ja paikannustietojen yhdistämisestä. Logistiikkaa voidaan tehostaa huomattavasti, kun kuljetusten suunnittelussa voidaan käyttää hyväksi reaaliaikaista tietoa ajoneuvojen sijainnista ja rahdista. Ajoneuvojen tyhjänä ajattamista voidaan vähentää, mikäli uuden kuljetustarpeen syntyessä voidaan lähellä sijaitsevaa vapaata ajoneuvoa käyttää kuljetukseen.
Hätätilanteiden hallintaa helpottaa nopeasti saatavat hälytykset. Hälytykset voivat olla manuaalisia esimerkiksi auton hajoamisen tai suurkaupungeissa yhä yleisemmän autoryöstön yhteydessä. Onnettomuuden sattuessa hälytys voidaan lähettää automaattisesti. Käyttäen hyväksi datasiirtoa, voidaan hälytyksen yhteydessä lähettää hälytyskeskukseen tarkka paikkatieto ja selvitys hätätilanteen laadusta ja vakavuudesta.
Hälytysajoneuvojen saapumista onnettomuuspaikalle voidaan tehostaa, kun hälytyskeskus jatkuvasti tietää kunkin hälytysajoneuvon sijainnin. Lisäksi voidaan hyödyntää reitinopastusta hälytysajoneuvoissa ja lähettämällä tämä tieto liikenteenvalvontakeskukseen, voidaan liikennevalot asettaa hyvissä ajoin antamaan etuoikeus hälytysajoneuvolle.
Edistyneet auton turvajärjestelmät
Tämä alaluokka sisältää eniten lähinnä tieteiskirjoista tuttuja auton apulaitteita. Peräänajoja ja nokkakolareita voidaan estää esimerkiksi lisäämällä autoon tutkia, jotka mittaavat etäisyyttä edessä oleviin objekteihin ja lisäävät kaasupolkimen vastetta tai jarruttavat, mikäli nopeus on liian suuri. Kaistanvaihtojen turvallisuutta taas voidaan lisätä esimerkiksi sensoreilla, jotka tarkkailevat näkökentän ulkopuolista 'kuollutta kulmaa' ja ilmaisevat tarvittaessa, ettei kaistanvaihto ole turvallista vaikkapa sivupeiliin upotetuin merkkivaloin tai lisäämällä ratin kääntämiseen tarvittavaa voimaa. Risteyskolareita voidaan estää varoittamalla kuljettajaa, mikäli risteävää katua lähestyy ajoneuvo kovaa vauhtia tai jos kuljettaja on itse ajamassa kovaa risteykseen, jossa hänellä ei ole etuajo-oikeutta. Jos kaikesta huolimatta kolari näyttää väistämättömältä, turvajärjestelmät - esimerkiksi turvavöiden kiristäminen ja ilmatyynyt - voidaan laukaista hetkeä ennen törmäystä.
Näkyvyyden parantaminen esimerkiksi infrapunajärjestelmin auttaa kuljettajaa näkemään muita tielläliikkujia ja esteitä. Lisäksi liikennemerkit voivat lähettää signaalia, joka voidaan esittää liikennemerkkinä auton näytöllä. Turvallisuuden tarkkailu puolestaan monitoroi jatkuvasti ajoneuvon, kuljettajan ja tieolosuhteiden kuntoa ja antaa tarvittaessa varoituksia.
Yllä esitetyissä sovelluksissa uutta tekniikkaa käytetään kuljettajan apuna ja auton kontrolli säilyy kuitenkin kuljettajalla Erittäin pitkän tähtäimen, kenties epärealistinen, tavoite ITS America -ohjelmassa on kuitenkin automatisoitu autoilu. Tällöin esimerkiksi autoilija voisi ajaa autonsa automaattikaistalle, kytkeä auton automaattiohjaukseen ja alkaa lukea aamulehteä ja syömään aamupalaa. Auton järjestelmät yhteistyössä infrastruktuurin järjestelmien kanssa huolehtisivat ohjauksesta ja etäisyyden pidosta muihin ajoneuvoihin. Automatisointi, olettaen että se toimii, poistaisi liikenteestä inhimillisten erehdysten aiheuttamat onnettomuudet ja lisäisi teiden kapasiteettia, kun autot voisivat liikkua kovalla vauhdilla hyvin lähekkäin järjestelmän huolehtiessa, että kaikki jarruttavat yhtä paljon samaan aikaan.
Tällaisten järjestelmien luominen kestää kuitenkin vielä kauan, sillä ne vaativat hyvin paljon infrastruktuurin rakentamista. Vaikka tekniset edellytykset tällaisen järjestelmän luomiseen ovat olemassa jo varsin pian, kestää järjestelmän saaminen virheettömäksi hyvin kauan. Kun nykyaikana jopa virheettömän tekstinkäsittelyohjelman kehittäminen tuntuu mahdottomalta, ei näin suurta tietoteknistä kokonaisuutta kenties koskaan saada täysin virheettömäksi. Vastuu- ja korvauskysymykset suuronnettomuuden sattuessa voisivat olla mielenkiintoisia.
Liikenteen telematiikan systeemiluonne
Edellä esitetyn pohjalta voidaan todeta, että liikenteen telematiikan ymmärtäminen vain autoon lisättäviksi elektroniikkavimpaimiksi on karkea yksinkertaistus. Lähinnä viimeinen osa-alue, edistyneet auton turvajärjestelmät, sisältää muutamia laitteita, jotka yksin tuottavat hyötyä loppukäyttäjälle. Valtaosaltaan telematiikassa on kuitenkin tavoittena edistää tielläliikkujien ja yhteiskunnan etuja kehittämällä palveluja, jotka vaativat hyvin monen osapuolen yhteistoimintaa ja koordinointia. Suuri osa autoon asennettavista laitteista on täysin hyödyttömiä, ellei samanaikaisesti kehitetä infrastruktuuria ja prosesseja, jotka tuottavat palveluja. Telematiikan kentälle on siis ominaista hyvin monimuotoinen ja kompleksinen systeemiluonne.
On kuitenkin ymmärrettävää, että liikenteen telematiikasta helposti nostetaan esille juuri auton asennettavat laitteet, sillä nehän juuri tuovat käyttäjän ulottuville infrastruktuurin ja monimutkaisten yhteistoimintaprosessien hedelmät - palvelut. Lisäksi on huomattava, että itsenäisten laitteiden tuominen markkinoille on paljon helpompaa kuin mammuttimaisen järjestelmän luominen. Itsenäisten laitteiden hyvä puoli on se, että ne tuovat ratkaisun ilmeiseen 'muna-kana -ongelmaan': jos ei ole palveluita, ei kukaan osta terminaaleja, jolloin ei ole kannattavaa kehittää palveluja. Myymällä itsenäisiä laitteita autoihin voidaan luoda laitekanta, johon tietoliikenneominaisuudet lisäämällä saadaan aikaan latenttia kysyntää palveluntarjoajien palveluille. Oivana esimerkkinä tästä on Japani, jossa pohjana telematiikkasovelluksille ovat itsenäiset navigointijärjestelmät. CD-ROM pohjaisia navigointijärjestelmiä, jotka sisältävät viihde-elektroniikka aina TV:stä karaokeen, myydään Japanissa tänä vuonna yli puoli miljoonaa. Osa malleista sisältää jo tietoliikenneominaisuudet, joilla voidaan käyttää useita syntymässä olevia telemaattisia palveluita.
Edellisessä kappaleessa esitettyjen palvelujen toteuttaminen vaatii monenlaista, paljolti uutta tekniikkaa. Kenties kaikkein tärkein telemaattisen vallankumouksen mahdollistaja on kuitenkin langaton tiedonsiirto, sillä se yhdistää tienkäyttäjät ympäristöön. Muutamaa poikkeusta lukuunottamatta lähes kaikki viiden ensimmäisen palvelujoukon palveluista vaativat toteutuakseen kaksisuuntaista langatonta tiedonsiirtoa. Kaksisuuntainen langaton tiedonsiirto on tarpeen aina, kun tielläkulkijan on saatava yksilöllistä palvelua palveluntarjoajalta. Osa palveluista on kuitenkin luonteeltaan sellaisia, että sama tieto voidaan lähettää kaikille alueella liikkujille eikä vastetta tarvita, joten myös yksisuuntaisella tiedonsiirrolla on merkittävä rooli liikenteen telemaattisten palveluiden kehittämisessä. Langattoman tiedonsiirron osa-alueena on erityisesti korostettava langattoman datasiirron merkitystä, sillä monissa palveluissa käytetään autoon sijoitetun terminaalin avulla keskitettyä tietokantaa.
Liikenteen telematiikan infrastruktuuri tulee vaatimaan paljon myös kiinteän verkon tietoliikennettä, erityisesti datasiirron osalta. Vaatimukset tiedonsiirron kapasiteetille ja nopeudelle ovat suuria, joten varmasti tullaan käyttäämään esimerkiksi ATM:n luomia mahdollisuuksia.
Koska liikenteen telematiikan yleistymisen tärkein mahdollistaja on kuitenkin langaton tiedonsiirto, tulen tässä työssä jatkossa keskittymään sen erityispiirteisiin. Seuraavassa tarkastellaan muutamien telematiikkasovellusten tietoliikenteelle asettamia vaatimuksia. Tarkasteltavat sovellukset ovat yksityisautoilijan käyttämiä sovelluksia eli ne kuuluvat valtaosin ensimmäiseen ja viimeiseen palvelujoukkoon. Julkisen vallan ja ammattiautoilijoiden käyttämiä sovelluksia ei tässä yhteydessä tarkastella. Sovellukset ja niiden tietoliikennevaatimukset seitsemän kriteerin suhteen on esitetty taulukossa 2.
Hätäpuheluissa keskeinen vaatimus on luotettava kaksisuuntainen yhteys autoterminaalin ja hälytyskeskuksen välillä. Universaali peitto on elintärkeä hälytyksen perillemenon varmistamiseksi. Tarkka paikannus ja nopea vaste ovat suotavia.
Ajoneuvon paikannusta ja seurantaa voidaan käyttää hyväksi esimerkiksi haluttaessa palauttaa varastettu auto takaisin omistajalle. Kaksisuuntainen, yksityisyyden säilyttävä tiedonsiirto on sovellukselle oleellista. Paikannus voitaisiin periaatteessa toteuttaa stattiisiin tienvarsimajakoihin rakennetuin tarkastuspistein, mutta universaali peitto välitöntä paikannusta varten on suotavaa.
Taulukko 2 Tietoliikenneominaisuuksien tärkeys eri telematiikkasovelluksille
yleislähe kaksisuun Yksityis Paikannus Universaa Erittäin
tys -taisuus yys -tarkkuus li nopea
peitto vaste
Hätäpuhelu ei erittäin hieman melko elintärke hieman
yhtään ä
Paikannus ja ei erittäin erittäin hieman melko ei
seuranta yhtään yhtään
Kuljettajan erittäin hieman hieman ei melko ei
informaatio yhtään yhtään
Dynaaminen erittäin erittäin* melko melko melko ei
reitinopastus yhtään
Palvelukysely ei erittäin erittäin ei melko ei
t ja yhtään yhtään yhtään
varaukset
Onnettomuuksi ei ei ei ei ei elintärke
en esto yhtään yhtään yhtään yhtään yhtään ä
Karavaani ei ei ei ei ei elintärke
yhtään yhtään yhtään yhtään yhtään ä
Kuljettajan informaatio, sisältäen tietoa muun muassa liikennetilanteesta, joukkoliikenneaikatauluista ja alueen palvelutarjonnasta, on kaikille tiellä liikkujille relevanttia tietoa, joten se voidaan yleislähettää (broadcast) kaikille. Tietoa päivitetään usein, joten satunnaisten datapakettien menettäminen esimerkiksi katveen vuoksi on hyväksyttävissä.
Dynaaminen reitinopastus ottaa huomioon vallitsevan liikennetilanteen. Tietoliikenteen tulee tällöin ensinnäkin mahdollistaa liikennetiedon kerääminen ja toisaalta jalostetun liikennetiedon jakaminen tielläliikkujille. Liikennetietoa voidaan kerätä esimerkiksi poliiseilta ja tiepalvelujärjestöiltä, eikä tämä aseta erityisiä haasteita tietoliikenteelle. Monissa ohjelmissa kuitenkin pyritään keräämän tietoa liikenteestä testiautojen avulla. Tämä tarkoittaa, että dynaamista reitinopastusta käyttävät autot kertovat määrävälein sijaintinsa keskukseen, jolloin tilastollisin menetelmin voidaan laskea tiettyyn etappiin kuluva aika, joka puolestaan voidaan yleislähettää tiellä liikkujille. Tämä edellyttää, että autot voivat vastaanottamisen lisäksi myös lähettää tietoa. Yksityisyys on kuitenkin kyettävä säilyttämään, sillä autoilijat tuskin haluavat että heidän menemisiään ja nopeuksiaan voidaan keskitetysti valvoa - ainakaan jos tapana on ajaa ylinopeutta! Koska autojen lähettämä tieto on luonteeltaan tilastollista, osa paketeista voidaan menettää järjestelmän kärsimättä.
Dynaamisessa reitinopastuksessa on vallalla kaksi koulukuntaa, itsenäiset ja infrastruktuurisidonnaiset navigointijärjestelmät, ja niiden asettamat vaatimukset alaspäin lähetettävälle tiedolle ovat täysin erilaiset. Itsenäisissä navigointijärjestelmissä on oma staattinen karttatietokanta, tyypillisesti CD-ROMilla, ja se pystyy itsenäisesti laskemaan optimireitin. Valtaosa markkinoilla olevista navigointijärjestelmistä toimii tällä periaattella. Dynaaminen reitinopastus voidaan tällöin toteuttaa lähettämällä liikennetietoa, jonka navigointijärjestelmä osaa hyödyntää optimireittiä määrittäessään. Liikennetieto voidaan tällöin lähettää yleislähetyksenä ja jatkuva peitto on suotavaa muutosten nopean tiedottamisen mahdollistamiseksi. Infrastruktuurisidonnaiset navigointijärjestelmät taas perustuvat yksinkertaisiin autoterminaaleihin ja liikenteenhallintakeskuksen keskustietokoneeseen kytkettyihin tienvarsimajakoihin. Ajoneuvo ei osaa paikantaa itseään, vaan paikannus tapahtuu sen ohittaessa tunnetussa pisteessä sijaitsevan tienvarsimajakan. Terminaali ei myöskään osaa tehdä itse reititystä, sillä terminaalissa ei ole karttatietokantaa eikä prosessointivoimaa. Siksi reititys tehdään keskitetysti. Tällöin ajoneuvon ohittaessa tienvarsimajakan sille on lähetettävä reititysohjeet seuraavalle majakalle. Tämä yhteys on luonteeltaan point-to-point ja koska ajoneuvo ohittaa majakan hyvin nopeasti, tiedonsiirtonopeuden on oltava suuri.
Tiedusteltaessa palvelujen, muun muassa hotellit, ravintolat ja pysäköintialueet, saatavuutta ja hintoja sekä tehtäessä varauksia, tarvitaan kaksisuuntaista yhteyttä. Tieto voi olla henkilökohtaista ja tiedonsiirto saattaa sisältää elektronista varojen siirtoa, joten yhteyden on oltava turvallinen.
Sekä onnettomuuden esto ja karavaani, joka tarkoittaa automaattiohjauksessa liikkuvien autojen ajoa hyvin lähekkäin, kuuluvat edistyneisiin auton turvajärjestelmiin. Niille on ominaista lähellä liikkuvien autojen välinen tiedonsiirto ja erityisvaatimus on hyvin nopea vaste.
Liikenteen telematiikkainfrastruktuurin luominen on valtava urakka. Yhteentoimivuuden varmistaminen vaatii erittäin mittavaa standardointia ja eri tahojen kansainvälistä yhteistyötä. Mitä kalliimpia uusia järjestelmiä pyritään luomaan, sitä todennäköisempää on, että osa maista jättäytyy järjestelmän ulkopuolelle. Yhteentoimimattomien järjestelmien luominen taas ei ole ainakaan yhteiskunnan edun mukaista. Tätä divergoitumisen riskiä voidaan pienentää hyödyntämällä mahdollisimman paljon jo olemassaolevaa infrastruktuuria ja kehittämällä ratkaisuja, joita voidaan hyödyntää myös liikenteen ulkopuolella.
Langattomat tiedonsiirtojärjestelmät voidaan luokitella neljään ryhmään
Majakoilla tarkoitetetaan tienvarsiin sijoitettuja lähettimiä, joiden peittoalue on hyvin pieni. Käytössä on sekä radio- että infrapunamajakoita. Infrapunamajakoihin perustuvaa järjestelmää on Euroopassa ajanut vahvasti Siemens. Japanin VICS-järjestelmässä (Vehicle information and communication system) taas on laajassa käytössä mikroaaltoradiomajakat. Majakoiden ja ajoneuvon välinen tiedonsiirto voi olla yksi- tai kaksisuuntaista. Majakoilla saavutettava hetkellinen kaistanleveys on huomattavasti suurempi kuin nykyisissä matkapuhelin- ja pakettidataradioverkoissa. Majakan pienen peittoalueen vuoksi yhteys on kuitenkin hyvin lyhytaikainen, joten keskimääräinen tiedonsiirtokapasiteetti on heikompi kuin muissa verkoissa.
Majakkaperusteisen ratkaisun etu on se, että tiedonsiirron lisäksi saadaan selville ajoneuvon tarkka sijainti, sillä majakan paikka tunnetaan. Tämän hyödyn merkitys on kuitenkin kyseenalainen kahdesta syystä. Ensinnäkään hätäpuhelupalvelu ei ole mahdollinen, sillä todennäköisyys olla majakan peittoalueella hätätilanteen sattuessa on hyvin pieni. Toiseksi paikannus voidaan toteuttaa helposti esimerkiksi GPS:n (Global Positioning System) avulla ja GPS-vastaanottimien hinnat ovat jatkuvassa laskussa.
Majakkaperusteisten ratkaisujen tärkein heikkous on kuitenkin niiden kalleus, sillä ne vaativat valtavasti uutta infrastruktuuria. Majakoita rakennettaisiin joka tapauksessa vain kaupunkien keskustoihin, joten majakat eivät kelpaa universaalin ratkaisun perustaksi. Majakat soveltuvat käytettäväksi lähinnä stand-alone ratkaisuissa, kuten tietulleissa. Siemens merkittävänä liikennevalojärjestelmien toimittajana on pyrkinyt vähentämään majakkajärjestelmän kustannuksia hyödyntämällä liikennevaloja majakoiden asennuspaikkoina ja käyttämällä liikennevalojen kaapelointia tiedonsiirtoon majakoiden ja liikennekeskuksen välillä. Yleinen mielipide on kuitenkin se, että majakkajärjestelmän konsepti on auttamattomasti väärä ja viime aikoina onkin ollut merkkejä siitä, että Siemenskin saattaa olla luopumassa majakoihin perustuvasta ratkaisusta.
Yksisuuntaisia lähetinjärjestelmiä ovat muun muassa RDS, DAB ja Paging. Nämä verkot soveltuvat hyvin yksi-monelle -tyyppiseen tiedonsiirtoon, mutta ne eivät mahdollista interaktiivisuutta ja henkilökohtaisia palveluja.
RDS (Radio Data System) hyödyntää teknologiaa, joka on jo olemassa lähes kaikissa autoissa eli FM-radiota. RDS lähettää taajuudella 57 kHz dataa, jonka avulla radiot saadaan toimimaan 'älykkäämmin'. Tyypillinen RDS-sovellus on esimerkiksi kanavan seuraaminen. Radiolähettimet lähettävät samaa ohjelmaa hieman eri taajudella häiriöiden välttämiseksi ja RDS-signaalien avulla radio osaa automaattisesti virittyä oikealle taajudelle. RDS:n kapasiteetti on 1187,5 bps. Liikennetiedotuksille RDS:n kapasiteetista on varattu 30 bps.
Yksinkertaisissa versioissa RDS:iä käytetään vain antamaan signaali, että liikennetiedotus on tulossa, jolloin muut äänilähteet, kuten radio-ohjelma tai kasettisoitin, voidaan mykistää. Kehittyneemmissä versioissa käytetään liikennetiedotusten koodausjärjetelmää TMC (Traffic Message Channel), jolloin liikennetiedotukset koodataan ja lähetetään datana. Autossa oleva RDS-TMC -vastaanotin osaa purkaa koodit ja puhesyntetisaattori lukee tiedotukset auton kaiuttimen kautta.
Liikennetiedotusten lähettämisessä datana on huomattavia etuja. Ensinnäkin koodit ovat kansainvälisiä, jolloin puhesyntetisaattori osaa lukea liikennetiedotukset ajajan omalla äidinkielellä riippumatta auton sijainnista. Toiseksi viestejä voidaan suodattaa, jolloin autoilijalle esimerkiksi luetaan vaan paikalliset liikennetiedotteet, jotka häntä eniten kiinnostavat. Lisäksi liikennetietojen lähettäminen datana mahdollistaa niiden yhdistämisen navigointilaitteiden karttatietoihin, jolloin reitinsuunnittelussa voitaisiin huomioida reaaliaikainen liikennetilanne. Tämä toimintamalli on vasta kehitteillä.
RDS:n heikkous on sen pieni kapasiteetti, joten se soveltuu vain hyvin yksinkertaisten viestien lähettämiseen. Liikenteen telematiikan kannalta se soveltuu lähinnä TMC-viestien ja mahdollisesti myös GPS-korjausignaalin (DGPS) lähettämiseen. Kehitteillä oleva digitaalinen radioverkko DAB (Digital Audio Broadcasting) poistaa näitä rajotteita. DABin kapasiteetti, 2 Mbit/s, mahdollistaa samat palvelut kuin RDS, mutta lisäksi voidaan yksisuuntaisesti lähettää paljon muutakin kaikkia tienkäyttäjiä kiinnostavaa tietoa, myös multimediaa. Esimerkiksi 'keltaiset sivut' tai alueen navigointikelpoinen kartta voidaan lähettää DABin avulla. DAB-koelähetykset ovat jo käynnissä useissa maissa ja varsinaiset lähetykset on tarkoitus aloittaa useimmissa maissa vuoteen 1998 mennessä. Ensimmäiset lähetykset ovat CD-tasoisia ääniohjelmia ja datalähetykset aloitetaan muutamaa vuotta myöhemmin. Vielä on epäselvää, miten DAB-kapasiteetti jaetaan ääni- ja datalähetysten välillä.
Paging soveltuu yksinkertaiseen henkilökohtaiseen viestintään. Erilaisia paging -standardeja on käytössä useitakin ja esimerkiksi RDS:iä ja DABia voidaan käyttää pagingiin. Paging -laitteilla on useita etuja. Ne ovat kohtuullisen pieniä ja halpoja, ja niitä voidaan hyödyntää myös liikenteestä riippumattomissa sovelluksissa. Lisäksi paging -laitteiden virrankulutus on erittäin pieni ja niiden peittoalue on erittäin kattava. Erityisesti pagingia voidaan hyödyntää sovelluksissa, joissa autotermiaalin tulee pysyä aktiivisena ajoneuvon ollessa pois käytöstä.
Kaksisuuntaiset pitkän kantaman järjestelmät
Kaksisuuntaisia pitkän kantaman järjestelmiä ovat satelliitti-, pakettidataradio- ja matkapuhelinverkot.
Satelliittiverkkojen etuna on niiden erittäin hyvä kattavuus myös harvaan asutuilla seuduilla, sillä ne eivät vaadi maatukiasemien rakentamista. Kaksisuuntainen viestintä on jo mahdollista esimerkiksi alunperin merikäyttöön tarkoitetun Inmarsat-C -verkon kautta. Tällä hetkellä on kehitteillä useita satelliittiverkkoja, joista mainittakoon esimerkiksi Globalstar, Inmarsat-P, Iridium, Odysseu ja Teledesic. Kaksisuuntaisten satelliittipohjaisten ratkaisujen heikkoutena on kuitenkin niiden pieni kapasiteetti. Yksi satelliittijärjestelmä kykenee samanaikaisesti ylläpitämään noin 50 000 yhteyttä, jotka voivat olla missä päin maailmaa tahansa. Tämä yhteysmäärä on selkeästi riittämätön tekemään satelliittipohjaisista järjestelmistä dominanttia ratkaisua. Pienen tilaajamäärän johdosta myös terminaalit ja ilma-aika tulevat olemaan kallimpia kuin matkapuhelinverkoissa. Satelliitijärjestelmät tulevat saavuttamaan pienen osan langattoman tiedonsiirron markkinoista, ja liikenteen telematiikassa satelliittijärjestelmät ovat merkittäviä lähinnä kehittymättömillä seuduilla liikkuvien ammattiautoilijoiden osalta.
Pakettidataradioverkot ovat pelkästään datan siirtoon tarkoitettuja verkkoja. Esimerkkinä tällaisesta verkosta voidaan mainita Ericssonin kehittämä Mobitex. Pakettidataradioverkkojen etuna on nimenoman pakettikytkentäisyys. Monet telematiikkaan liittyvistä tiedonsiirtotarpeista ovat luonteeltaan lyhyitä datalähetyksiä, kuten esimerkiksi sijainnin päivittämisiä ja kuittauksia. Tällöin on edullista, mikäli yhteyttä ei tarvitse pitää jatkuvasti auki eikä yhteyden muodostamiseen kulu paljon aikaa. Lisäksi pakettdataradioverkot mahdollistavat multicast -tyyppiset lähetykset monille vastaanottajille.
Pakettidataradioverkkojen huonona puolena on rajoittuminen datansiirtoon. Puheyhteys autoon on kuitenkin usein tarpeellinen, erityisesti yksityiskäytössä olevissa autoissa, ja erillisen laitteen hankkiminen tätä varten ei ole kannattavaa. Lisäksi pakettidataterminaalit ovat kuitenkin erikoistuote, jolloin niissä ei päästä nauttimaan samanlaista oppimiskäyrän ja kilpailun aiheuttamaa hinnanlaskua kuin matkapuhelimissa.
Matkapuhelinten nopea yleistyminen on tuskin jäänyt keneltäkään havaitsematta. Matkapuhelinalalla erityistä huomiota kannattaa kiinnittää datasiirron yleistymiseen matkauhelinverkoissa. Analogiset matkapuhelimet vaativat erillisen modemin datansiirtoon, mutta esimerkiksi GSM:ssä on sisäänrakennettu modeemi, joka mahdollistaa erilaisia datapalveluita, kuten esimerkiksi lyhytsanomien ja faksien lähettämisen ja vastaanottamisen sekä piirikytkentäisen datansiirron (duplex) nopeudella 9600 bps. Datasiirto matkapuhelinverkoissa soveltuu erittäin hyvin liikenteen telematiikkasovelluksiin. Useissa maissa infrastruktuuri on jo olemassa tai rakenteilla, jolloin suuri infrastruktuurikustannus ei muodostu esteeksi liikenteen sovelluksille. Lisäksi matkapuhelinten kasvava käyttäjämäärä ja kova kilpailu jatkuasti laskevat puhelinten ja puhelujen hintoja, mikä edesauttaa nopean penetraation saavuttamista liikenteen sovelluksille.
Matkapuhelimille tyypillinen piirikytkentäinen datansiirto soveltuu hyvin point-to-point yhteyksiin, missä kanava varataan koko puhelun ajaksi. Tällöin laskutus perustuu yhteyden aukioloaikaan eikä siirrettyyn datamäärään, mikä saattaa usein olla epäedullista. Pohjois-Amerikassa on analogisen AMPS -verkon päälle rakennettu digitaalinen pakettiverkko CDPD (Cellular Digital Packet Data), joka hyödyntää puhesegmenttien väliin jääviä tyhjiä taukoja datan siirtoon. CDPD:n etuna dedikoituihin pakettiverkkoihin on, että se hyödyntää jo olemassa olevaa kattavaa AMPS-verkkoa. Euroopasta vastaava pakettidataradioverkko vielä puuttuu, mutta kehitteillä on GSM:n päälle rakennettava pakettiverkko GPRS (General Packet Radio Service). Ennen GPRS:ää paras korvike pakettiverkolle on GSM:n lyhytsanomapalvelu SMS (Short Message Service), joka itse asiassa on pienikapasiteettinen pakettiverkko. SMS-viestissä voidaan siirtää dataa ja paketteja voidaan ketjuttaa, jolloin sanomapituutta ei tarvitse rajoittaa 160 merkkiin.
Ajoneuvojen väliset järjestelmät
Ajoneuvojen välinen tiedonsiirto on tarpeen toteutettaessa erilaisia edistyneitä auton turvajärjestelmiä, kuten kolareiden estoa ja ajoneuvokaravaaneja. Oleellista näille sovelluksille on tarve saada erittäin nopea vaste eikä se saa olla riippuvainen esimerkiksi verkon kuormituksesta tai peittoalueesta. Tälläinen järjestelmä tuskin syntynee evoluutiona esimerkiksi matkapuhelinverkoista, vaan se vaatii täysin oman järjestelmän. CEPT on varannut taajusalueen 63-64 Ghz tällaisille järjestelmille. Tällä taajudella lähellä liikkuvat autot pystyvät vielä kommunikoimaan keskenään ja riski kaukaisten autojen aiheuttanista häiriöistä on pieni.
Johtopäätökset tietoliikenneratkaisuista
Seuraavan sivun taulukko osoittaa, että kullakin identifioiduista neljästä tietoliikenneratkaisujen pääluokasta on sekä etuja että haittoja, joten infrastruktuuripäätöksentekijöillä on valinnan varaa. Ajoneuvojen väliset järjestelmät muodostavat selvästi oman ryhmänsä, joka soveltuu ideaalisti käytettäväksi suunnitteilla olevissa autojen turvajärjestelmissä mutta ei ole järkevästi hyödynnettävissä muissa sovelluksissa. Monet sovellukset on mahdollista, vaan ei järkevää, toteuttaa majakoin, joten majakoita tullaan todennäköisesti hyödyntämään lähinnä automaattista maksua vaativissa sovelluksissa ja tarkastuksissa.
Mielenkiintoisimmat ratkaisut tullaankin siis tekemään yksi- ja kaksisuuntaisten järjestelmien välillä, jotka ovat molemmat soveliaita kuljettajan informaation ja dynaamisen reitinopastuksen lähettämiseen. Kaksisuuntainen tiedonsiirto mahdollistaa yksilöllisen client/server -tyyppisen palvelun, kun taas jalostamaton kaikille lähetettävä tieto vaatii autoterminaaliin enemmän älykkyyttä ja prosessointivoimaa. Tehtävillä päätöksillä on huomattava merkitys syntyvän toimialan rakenteeseen. Mikäli suositaan kaksisuuntaista tiedonsiirtoa, arvoa tuottavat palvelun tarjoajat ja tietoliikenneyritykset. Yksisuuntaiset järjestelmät taas suosivat stand-alone ratkaisujen tuottajia.
Taulukko 3 Mahdolisuus toteuttaa sovellukset eri tietoliikenneratkaisuin
Kaksisuuntais Yksisuuntaise Majakat Ajoneuvojen
et pitkän t lähettimet väliset
kantaman järjestelmät
järjestelmät
Hätäpuhelu ideaali ei sovelias mahdollinen ei sovelias
Paikannus ja onnistuu ei sovelias mahdollinen ei sovelias
seuranta
Kuljettajan onnistuu ideaali mahdollinen ei sovelias
informaatio
Dynaaminen ideaali onnistuu onnistuu ei sovelias
reitinopastus
Palvelukysely ideaali ei sovelias mahdollinen ei sovelias
t ja
varaukset
Onnettomuuksi ei sovelias ei sovelias ei sovelias ideaali
en esto
Karavaani ei sovelias ei sovelias ei sovelias ideaali
Lähteet
ACEA, Smart mobility - Road transport telematics in Europe, 1995, 46 sivua
Catling, I, Introduction to ATT, IVHS, and RTI, in: Catling, I (ed), Advanced Technology for Road Transport: IVHS and ATT, Artech House, Norwood, 1994, sivut 1-16
Dondl, P, Mobile earth station for satellite personal communication networks (S-PCN). In: Harrington, M (ed), The state of art 1995, ETSI, sivut 157-163
Häußermann, P, Zimmer, H-G, Dual-mode route guidance, in: Catling, I (ed), Advanced Technology for Road Transport: IVHS and ATT, Artech House, Norwood, 1994, sivu 209-222
ITS America, National ITS Program Plan - volume II, 1994, 421 sivua
Jabez, A, Going for the green light, EuroBusiness, March 1995, sivut 22-29
Jurgen, R, The electronic motorist, IEEE Spectrum, March 1995, sivu 37
Kawashima, H, Overview of Japanese Development and Future Issues in: Catling, I (ed), Advanced Technology for Road Transport: IVHS and ATT, Artech House, Norwood, 1994, sivu 289-314
Lindell, H, Älyä liikenteeseen, Tekniikan Maailma, 20, 1994, sivut 8-13
Miyata, Y, Kumagai, Y, Latest movements of VICS, in: Catling, I (ed), Advanced Technology for Road Transport: IVHS and ATT, Artech House, Norwood, 1994, sivut 326-330
Nuttal, I, RDS-TMC Will Europe get it together, Traffic Technology International, Autumn 1995, sivut 32-36
Taylor, A, Cars that beat traffic. Fortune, February 20, 1995, sivut 64-68
Wall, N, System architecture and communications, in: Catling, I (ed), Advanced Technology for Road Transport: IVHS and ATT, Artech House, Norwood, 1994, sivut 17-47
Tekijä tuntematon
Japanese vehicle navigation market to be replicated in US?, Global Positioning and Navigation News, 1995-11-30
Internet
http://www.pcsi.com/html/cdpd.html