Helsingin raitiovaunukilpailutuksen hävinnyt Škoda Transtech kehittää Tampereella ratikoiden turvallisuutta ja autonomista raitiovaunua.
Suomessa ei pitäisi jatkossa olla mahdollista, että ratikka syöksyy vauhdilla päin seinää kuolettavasti, kuten Italian Milanossa tapahtuneessa onnettomuudessa kävi helmikuussa. Ei ainakaan, mikäli ratikoissa otetaan käyttöön ACS-järjestelmä (anti collision system), jollaisen muun muassa Škoda Transtech on kehittänyt ja jota se testaa Tampereen ratikoissa.
Yhtiö on kutsunut Tekniikka&Talouden Tampereelle tutustumaan raitiovaunuvarikkoon, jota ratikkavalmistaja myös käyttää uusien turvajärjestelmien testialueena. Täällä suljetulla ratapihalla ratikka osaa jo ajaa itsestään pesulaan, esittelee projektipäällikkö Mikko Gröndahl. Hänen vastuullaan on johtaa raideliikenteen älykkäiden digitaalisten palvelujen kehittämistä.
Suomessakin oli pari vuotta sitten muutamia raitiovaunuonnettomuuksia, useampia peräjälkeen, muistelee toimitusjohtaja Juha Vierros.
Niiden jälkeen Onnettomuustutkintakeskus teki selvityksen ja jopa antoi suosituksia, miten kaupunkiraideliikennettä tulisi kehittää turvallisemmaksi.
”Yhtenä löydöksenä oli, että törmäysvaroitusjärjestelmiä kannattaa harkita”, Vierros sanoo.
Uusilla teknologioilla voitaisiin estää kolareita. Tampereella on jo testikäytössä tällainen ACS-järjestelmä. Hankintakilpailutuksissa sitä osataan jo edellyttää uusiin raitiovaunuihin, mutta käytössä olevista raitiovaunuista se vielä puuttuu.
”Kehitämme jatkuvasti automaattista nopeusrajoitus- ja jarrutusjärjestelmää”, lisää Škoda Digitalin Josef Volek.
Hän johtaa älykkäiden varikkojen kehitysyksikköä.
”Raitiovaunut ovat melko kalliita, joten järjestelmä auttaa myös niitä välttämään kolaroimasta keskenään”, Volek lisää.
Korjauksen ajan kalusto on myös pois ajosta.
Milanon rajun onnettomuuden taustalla olivat ylinopeus ja kiskoilta suistuminen. ACS:n automaattinen nopeusvalvonta olisi estänyt onnettomuuden.
Törmäysestojärjestelmän Škoda on jo kehittänyt ja kaupallistanut. Tšekkiläiskonsernin lopullinen tavoite on kehittää autonomisia varikoita ja myydä niitä konseptina maailmalle. Siitä yhtiö toivoo uutta liiketoimintaa.
Tulevaisuudessa autonomiset varikot osaavat hallita ilman ihmistä myös raiteiden vaihteita. Volekin mukaan juuri vaihteiden automatisointi on Škodan etu kilpailijoihin verrattuna.
Autonomisen liikkumisen järjestelmä lisätään raitiovaunuihin, joissa on ACS-järjestelmä. Koko varikkoinfraa ei tarvitse rakentaa uudelleen, kun varikko ei ohjaa vaunuja, vaan vaunut varikon järjestelmiä.
Tampereen Raitiotien kalustopäällikkö Mika Luutikivi ymmärtää, miten kaupunkiliikenteen järjestäjä voi hyötyä ilman kuljettajaa liikkuvasta kalustosta, vaikka autonominen liikenne ei yltäisi varikkoaluetta pidemmälle.
Hän antaa esimerkin. Tampereella on käytössä 28 raitiovaunua. Niistä jokainen käy joka päivä pesussa. Varikolla kuluu aikaa, kun kuljettaja siirtelee vaunuja hallista toiseen.
”Maailmalla saattaa olla 200 vaunua kaupungissa. Jos siirron voi automatisoida, jää ihmisille enemmän aikaa huoltaa kalustoa”, sanoo Luutikivi.
Škoda valmistaa Smart Arctic -raitiovaunut Otanmäen tehtaalla Kajaanissa.
Uuden teknologian kehitystyötä tehdään vahvasti myös Tampereella, erityisesti Hervannan varikolla, jossa ratkaisuja voidaan testata ja kehittää aidossa liikenneympäristössä.
Heti kun tiilenpunaiset ratikat alkoivat kulkea ympäri Tamperetta, niiden seassa yhtenä vaunuyksikkönä kulki tutkimusratikka. Kyseessä on keväällä 2022 käynnistynyt Lyyli Living Lab -hanke, jossa Lyyli-ratikka kerää tietoa raitiovaunun, raitiotien, ympäristön ja matkustajien käyttäytymisestä.
”Tampereella haluttiin alusta asti käyttää ratikoissa viimeisintä teknologiaa”, sanoo Luutikivi.
Smart Rail -ekosysteemissä ovat mukana Škoda Transtech, Tampereen kaupunki, Tampereen yliopisto ja VTT sekä useita teknologiayrityksiä.
Tutkijoiden lisäksi Škoda Transtech pääsee käsiksi kaikkeen Lyylin keräämään tietoon. Vastapalveluksena tamperelaisissa raitiovaunuissa otetaan uusimmat teknologiset järjestelmät käyttöön ensimmäisenä.
Nyt radalta on kertynyt dataa jo neljän vuoden kierron ajalta. Sen ansiosta raitiovaunusta ja Tampereesta on muodostunut digitaalinen kopio.
”Pystymme testaamaan kolariskenaarioita digitaalisessa muodossa. Se on aika paljon halvempaa kuin testata oikealla vaunulla”, Gröndahl sanoo.
Katso Škoda Transtechin video siitä, kun autonominen ratikka ajaa ilman kuljettajaa Tampereen ratikkavarikolla:
Lyyti-ratikan keulassa on lidar-tutka ja kameroita. Kaupunkiympäristöstä kerätty informaatio muun liikenteen liikkeistä on korvaamatonta, kun kehitetään törmäyksenestojärjestelmää.
”Huomataan, että autoja on eri paikoissa, missä niiden kuuluisi olla, ja ihmisiä tulee eri paikoista, mistä kuuluisi”, Luutikivi lisää.
Ohjelmistoa kehitetään ensin simulaattorissa, sitten Lyyli-ratikassa. Vierros sanoo ratkaisua ainutlaatuiseksi.
”En tiedä, onko missään muualla ihan oikeaa raitiovaunua käytössä, kun testataan uusia ohjelmistoja ja järjestelmiä. Tämä nopeuttaa kehitystyötä.”
Kaupunki on pyrkinyt toimimaan joustavasti, jotta raitiotien tekninen kehitys harppaisi nopeammin eteenpäin.
”Kun täältä Škodalta on soitettu, että me haluttaisiin muuttaa joku tutkajärjestelmä, niin on annettu lupa”, Luutikivi kuvailee.
Törmäysvaroitusjärjestelmä on Vierroksen mukaan nykypäivänä aika yksinkertaista teknologiaa, jota saa kaupan hyllyltä.
”Mutta pelkkä törmäyksenesto ei palvele autonomisuutta. Aina kun tällainen raitiovaunu liikkuisi kaupungilla ja huomaisi esteen, se jarruttaisi. Se ei ole kovin mukavaa kyytiä matkustajille.”
Ihmissilmä näkee, että tuolta tulee kävelijä kadun yli, mutta ihminen osaa myös arvioida, että este ehtii kyllä mennä pois kiskoilta ajoissa.
Vierros antaa toisen esimerkin. Auto kaartaa kiskoille ja on kääntymässä. Kuljettaja huomaa, että toisesta suunnasta tulevalla autolla on etuajo-oikeus eikä ratikan edessä oleva auto pääse heti tieltä pois.
”Raitiovaunujen aivojen pitäisi tajuta sama ja toimia yhtä jouhevasti”, Vierros painottaa.
Volek kertoo, että raitiovaunun ACS-järjestelmä osaa lidar-tutkan kuvasta laskea reitillä olevan kohteen etäisyyden ja liikkumisnopeuden.
”Emme halua antaa kuljettajalle hälytystä turhaan”, Volek painottaa.
Järjestelmä myös tietää, että edessä näkyvä puu ei haittaa, jos kiskot kaartuvat sen ohi vasemmalle.
”Kyllä raitiovaunut jo liikkuvat itsestään. Mutta kulku pitää saada turvalliseksi matkustajille ja muulle liikenteelle”, Luutikivi sanoo.
Kehittyneissä raitiovaunuissa hyödynnetään neuroverkkopohjaisia konenäköjärjestelmiä, jotka analysoivat kamerakuvaa reaaliaikaisesti. Järjestelmä tunnistaa erilaisia matkustajatyyppejä ja objekteja, kuten pyörätuoleja, koiria tai lastenvaunuja. Järjestelmä opetetaan havaitsemaan myös esimerkiksi ruuhkautumisia tai uhkaavaa käyttäytymistä. Tietosuojan takia analysointi tapahtuu vaunussa, eikä kuvadataa lähetetä eteenpäin tunnistettavaksi.
Vaunujen kunnossapito seuraa reaaliaikaisesti myös esimerkiksi ohjaamon lämpötilaa, jotta lämpövastukset osataan vaihtaa ajoissa uusiin.
- Lue lisää Tekniikka&Taloudesta: